Question

7．小巖利用“伏安法”測(cè)量未知電阻R_x的阻值．（電源選用兩節(jié)干電池）
（1）該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）小巖選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)器材，連接的實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，請(qǐng)你添加一條導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整；
（3）開關(guān)S閉合前，應(yīng)把圖中滑動(dòng)變阻器滑片P置于最左（填“左”或“右”）端；在連接好電路后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖2所示，出現(xiàn)這種情況的原因是電壓表的正負(fù)接線柱接反．
（4）該同學(xué)檢查電路連接正確后，合上開關(guān)，可是無論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表示數(shù)總為3v不變，你認(rèn)為發(fā)生故障的原因可能是R₁處斷路或R₂處短路．
（5）清除故障后，小明將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)將減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”、“不變”），當(dāng)P滑到某一位置時(shí)，兩表讀數(shù)如圖3所示，由此可知R=5Ω，你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果可靠嗎？理由是：不可靠，沒有多次測(cè)量求平均值．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)電阻，是利用電壓表和電流表分別測(cè)量導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流，然后利用歐姆定律的變形公式求出電阻；
（2）在“伏安法測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)中，需要待測(cè)電阻、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)使用導(dǎo)線串聯(lián)組成電路，并且電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)測(cè)量電阻兩端電壓；
（3）連接完電路后，閉合開關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處；
若電表的正負(fù)接線柱接反，則電表指針會(huì)反轉(zhuǎn)；
（4）電壓表示數(shù)總為3V不變，說明電壓表測(cè)量的是電源兩端的電壓，尋找可能的原因，一是滑動(dòng)變阻器短路或被測(cè)電阻斷路；
（5）讀取電流表或電壓表示數(shù)時(shí)，首先要明確它們選擇的量程和對(duì)應(yīng)的分度值，讀數(shù)時(shí)視線與指針?biāo)�在刻線相垂直．已知待測(cè)電阻兩端電壓和通過的電流，利用公式R=$\frac{U}{I}$得到電阻阻值；
只測(cè)量一組數(shù)據(jù)，誤差較大，為減小誤差，可改變變阻器的阻值多測(cè)幾組數(shù)據(jù)求平均值．

解答 解：（1）由I=$\frac{U}{R}$得，伏安法測(cè)電阻的原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）由圖知，大部分用電器已經(jīng)正確連接，只要取一條導(dǎo)線將電壓表和待測(cè)電阻并聯(lián)，電源由兩節(jié)干電池組成，所以電壓表可選擇0～3V量程．實(shí)物連接如下：

（3）連接完電路后，閉合開關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處，故將滑動(dòng)變阻器滑片P置于最左端；
由圖2知，電壓表的指針反轉(zhuǎn)，說明電壓表的正負(fù)接線柱接法錯(cuò)誤；
（4）移動(dòng)滑片，電壓表示數(shù)總為3V，說明電壓表測(cè)的是電源電壓，即R₁處斷路或R₂處短路；
（5）滑片向左滑動(dòng)，變阻器的阻值變大，則電路中的電流變小，電阻兩端的電壓變��；
電壓表選擇的是0～3V量程，對(duì)應(yīng)的分度值為0.1V，此時(shí)的示數(shù)為2.5V；
電流表選擇的是0～0.6A量程，對(duì)應(yīng)的分度值為0.02A，此時(shí)的電流為0.5A；
待測(cè)電阻阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
只進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，只測(cè)出了一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)一次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論不可靠，應(yīng)多次測(cè)量求平均值，以減小實(shí)驗(yàn)的誤差．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）見上圖；（3）左；電壓表的正負(fù)接線柱接反；（4）R₁處斷路；R₂處短路；（5）減��；5；不可靠，沒有多次測(cè)量求平均值．

點(diǎn)評(píng) 此題考查的是伏安法測(cè)電阻的原理、實(shí)物連接、電流表、電壓表的讀數(shù)以及電阻的計(jì)算，屬于電學(xué)最重要的實(shí)驗(yàn)，但考查的難度不大，容易解答．