Question

14．在測量阻值約為5Ω的定值電阻R_x的實驗中，電源電壓保持3V不變，小明和小亮用圖甲所示的器材進行實驗．
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線完成實物圖甲的連接；
（2）小明在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器滑片移到最左（“左”或“右”）端；
（3）實驗時，小明調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變R_x兩端的電壓和電流，得到三組電壓和電流值，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$得到三次實驗的電阻值，分別為R₁=5.1Ω，R₂=5.3Ω，R₃=5.2Ω，則實驗測得值應(yīng)為R_x=5.2Ω．
（4）在某次實驗時，電壓表因出現(xiàn)故障而不能使用，小亮用原有的電流表、滑動變阻器，增添一個定值電阻R₀和一個單刀雙擲開關(guān)，設(shè)計了如圖乙所示的電路：
測量時，閉合S₁，將S₂撥到l，記下電流表的示數(shù)為I₁；再將S₂撥到2，記下電流表的示數(shù)為I₂，小亮說待測電阻R_X=$\frac{{{I}_{1}R}_{0}}{{I}_{2}}$，小明認真分析電路后發(fā)現(xiàn)，小亮的方法不合理，原因是：開關(guān)由1撥到2后，R_x與R₀阻值并不相等，故其兩端電壓也發(fā)生了改變．

Answer 1

分析 （1）用伏安法測電阻，電流表、待測電阻應(yīng)與滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中；電壓表應(yīng)并聯(lián)在待測電阻兩端；
滑動變阻器的滑片向右滑動時連入電路的電阻變小，滑動變阻器用右半段，應(yīng)接右下接線柱；連接電路時，
要注意電壓表正負接線柱不要接反．
（2）在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器滑片置于阻值最大處．
（3）減小誤差的方法：多次測量取平均值；
（4）由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中，當開關(guān)S₂由l撥到2時，電阻兩端的電壓發(fā)生變化，而實驗中認為電阻兩端電壓不變，導(dǎo)致實驗錯誤，實驗電路圖設(shè)計不合理．

解答 解：（1）把電流表、待測電阻應(yīng)與滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端，滑動變阻器解右下接線柱，電路圖如圖所示．

（2）為了保護電路，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器滑片移到阻值最大的位置，即左端．
（3）實驗測得值應(yīng)為R_x=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{5.1Ω+5.3Ω+5.2Ω}{3}$=5.2Ω．
（4）在該實驗設(shè)計中：由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中，當S₂由l撥到2時，R_x與R₀阻值并不相等，電阻兩端的電壓發(fā)生變化，而實驗中認為電壓不變，導(dǎo)致實驗計算結(jié)果錯誤，該實驗存在缺陷，設(shè)計不合理．
故答案為：
（1）如上圖；（2）左；（3）R=$\frac{U}{I}$；5.2；（4）開關(guān)由1撥到2后，R_x與R₀阻值并不相等，故其兩端電壓也發(fā)生了改變．

點評 本題考查了連接實物圖、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗設(shè)計分析，考查的內(nèi)容較多，實驗設(shè)計分析對學生來說有一定難度，本題是一道中檔題；本實驗考查的內(nèi)容是常考內(nèi)容，平時注意多積累相關(guān)知識、多總結(jié)解題方法．