Question

13．如圖1所示是用來(lái)測(cè)量未知電阻R_x的實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中待測(cè)電阻R_x的阻值約為幾千歐，電池組的電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻不計(jì)，電壓表的量程為3V，內(nèi)阻R_V=3000Ω，電阻箱R的阻值范圍0-9999Ω，R₁是滑動(dòng)變阻器，S₁和S₂是開(kāi)關(guān)，主要的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．連好電路后，合上開(kāi)關(guān)S₁和S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使得電壓表的示數(shù)為3.0V
b．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使得電壓表的示數(shù)為1.5V
c．讀出電阻箱的阻值，并計(jì)算未知電阻R_x
d．實(shí)驗(yàn)后整理儀器

①可供選擇的滑動(dòng)變阻器有：
滑動(dòng)變阻器A：最大阻值1000Ω，額定電流0.5A
滑動(dòng)變阻器B：最大阻值20Ω，額定電流0.4A
滑動(dòng)變阻器C：最大阻值10Ω，額定電流0.5A
為了使實(shí)驗(yàn)測(cè)量值盡可能準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器是B（填A(yù)或B或C）
②電阻箱的旋鈕位置如圖2所示，則未知電阻R_x=2625Ω．
③測(cè)量值與真實(shí)值相比較，測(cè)量值比真實(shí)值偏大（填偏大、相等或偏�。�

Answer 1

分析 注意電阻箱讀數(shù)的方法是從倍率大的箭頭所對(duì)數(shù)字開(kāi)始讀起．此實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是假設(shè)閉合或斷開(kāi)電鍵${S}_{2}^{\;}$時(shí)滑動(dòng)變阻器的輸出電壓值不變，然后根據(jù)歐姆定律求解即可．難點(diǎn)是誤差分析，因?yàn)楦鶕?jù)動(dòng)態(tài)分析可知，電鍵${S}_{2}^{\;}$斷開(kāi)后電壓表待測(cè)電阻兩端電壓將變小，而變阻器的輸出電壓將變大．

解答 解：（1）因當(dāng)滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法時(shí)，其電阻值越小輸出電壓的線(xiàn)性越好，故應(yīng)選電阻小的變阻器B．
（2）電阻箱讀數(shù)為R=1×1000+4×100+0×1+0×0.1=1400Ω
由實(shí)物連接圖可知，設(shè)${S}_{1}^{\;}$與${S}_{2}^{\;}$均閉合時(shí)電壓表示數(shù)為${U}_{1}^{\;}$，變阻器的輸出電壓為${U}_{0}^{\;}$，則${U}_{0}^{\;}$=${U}_{1}^{\;}$=3V，當(dāng)電鍵${S}_{2}^{\;}$斷開(kāi)時(shí)電壓表示數(shù)為${U}_{2}^{\;}$，則${U}_{2}^{\;}$=3V，根據(jù)歐姆定律${U}_{2}^{\;}$=$\frac{{U}_{0}^{\;}{-U}_{2}^{\;}}{R}{．R}_{x}^{\;}$，聯(lián)立可得${R}_{x}^{\;}$=$\frac{{U}_{2}^{\;}}{{U}_{0}^{\;}{-U}_{2}^{\;}}．R$，代入數(shù)據(jù)得${R}_{x}^{\;}$=2625Ω．
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律與歐姆定律分析知，斷開(kāi)電鍵${S}_{2}^{\;}$后，電壓表示數(shù)應(yīng)變小，滑動(dòng)變阻器的輸出電壓變大，根據(jù)上式求出的電阻大于真實(shí)值．
故答案為（1）B．
（2）2625；
（3）偏大

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意正確分析實(shí)驗(yàn)原理，明確電路結(jié)構(gòu)；本題解題的關(guān)鍵是根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)靈活運(yùn)用歐姆定律和串并聯(lián)知識(shí)求解．