Question

12．某同學(xué)在“用電壓表、電流表測電阻”的實驗中，所用器材如圖所示，其中滑動變阻器的銘牌上標(biāo)有“20歐1安”字樣，電源電壓恒為3伏不變．
（1）圖中尚有兩根導(dǎo)線沒有連接，請用筆畫線代替導(dǎo)線完成連接．
（2）閉合電鍵前，圖中的滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于變阻器的左端．
（3）閉合電鍵后發(fā)現(xiàn)，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，只有一個電表示數(shù)發(fā)生變化．若電路中除待測電阻R_x和滑動變阻器R外，其余元件均完好，且電路各處接觸均良好．則故障原因可能是R_x短路．
（4）該同學(xué)排除故障后繼續(xù)實驗，并四次測得電壓和電流的值，通過計算得到電阻值分別為：10.0歐，9.8歐，15.0歐，9.9歐，則待測電阻R_x的阻值是9.9歐．

Answer 1

分析 （1）把電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端；
（2）閉合電鍵前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)電路圖確定滑片的位置；
（3）若滑動變阻器斷路或短路，則移動滑片時，兩個電表示數(shù)都不發(fā)生變化；若待測電阻斷路，移動滑片時，兩個電表示數(shù)都不發(fā)生變化；如果待測電阻短路，移動滑片時，只有電流表示數(shù)發(fā)生變化；綜合分析知，故障原因是：待測電阻短路；
（4）多次測量求平均值可減小誤差；由于誤差的存在，各測量值在真實值附近變化，變化不會范圍不會很大，如果某個值，與其它值偏差較大，則該測量值是錯誤的，求平均值時應(yīng)去掉該值，然后對剩余數(shù)據(jù)求平均值．

解答 解：（1）電源電壓恒為3伏不變，所以電壓表的量程為0～3V；由于電源電壓較低，且電路中有滑動變阻器，則電路中電流較小，故電流表的量程為0～0.6A；
將電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端，電流應(yīng)從電表的正接線柱流入，負(fù)接線柱流出，實物圖如圖所示：

（2）閉合電鍵前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值，圖中變阻器的滑片P應(yīng)置于變阻器的左端；
（3）若滑動變阻器斷路，整個電路斷開，兩表示數(shù)均為0，移動滑片，兩個電表示數(shù)都不發(fā)生變化；
若滑動變阻器短路，電路為待測電阻的簡單電路，則移動滑片時，兩個電表示數(shù)都不發(fā)生變化；
若待測電阻斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓，電路中電流幾乎為0，移動滑片時，兩個電表示數(shù)都不發(fā)生變化；
如果待測電阻短路（電壓表示數(shù)為0），電路為滑動變阻器的簡單電路，移動滑片時，只有電流表示數(shù)發(fā)生變化；
綜合分析知，故障原因是：待測電阻短路．
（4）15.0Ω與其它幾個數(shù)值偏差較大，此數(shù)據(jù)是錯誤的，應(yīng)去除；
待測電阻R_x的阻值R_x=$\frac{10.0Ω+9.8Ω+9.9Ω}{3}$=9.9Ω．
故答案為：（1）如上圖；（2）左；（3）R_x短路；（4）9.9．

點評 （1）本題考查了：連接實物圖、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理，涉及的內(nèi)容較多，但難度不大，是一道基礎(chǔ)題；
（2）分析電路故障時，應(yīng)知道電路故障一般為斷路或短路兩種，根據(jù)故障現(xiàn)象，注意分析各種可能的故障原因，最后綜合考慮得出結(jié)論．