Question

18．謝敏同學(xué)利用電壓表和電流表測(cè)量電阻R₁的阻值（約9Ω），電源選用兩節(jié)干電池．

（1）這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是根據(jù)歐姆定律，推導(dǎo)出公式R=$\frac{U}{I}$，計(jì)算出電阻的阻值．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的作用是改變電阻兩端的電壓和通過的電流，達(dá)到多次測(cè)量的目的，接通電路前應(yīng)將它調(diào)到最大阻值處．
（3）按圖甲電路，將圖乙中電流表正確連入電路．
（4）該同學(xué)檢查電路連接正確，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)將增大（填“增大”“減小”或“不變”），當(dāng)P滑到某一位置時(shí)，兩表讀數(shù)如圖丙所示，由此可知R=10Ω．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）本實(shí)驗(yàn)的原理是歐姆定律，推導(dǎo)出公式R=$\frac{U}{I}$，計(jì)算出電阻的阻值；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度，要多次測(cè)量取平均值，故滑動(dòng)變阻器的作用是：改變電阻兩端的電壓和通過的電流，達(dá)到多次測(cè)量的目的，接通電路前變阻器連入電路中阻值最大；
（3）根據(jù)歐姆定律求電路中最大電流確定電流表讀數(shù)，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖；
（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（電壓表通過變阻器與電源連通）；
（5）根據(jù)變阻器連入電路中的電阻變化，根據(jù)分壓原理確定變阻器的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定電壓表示數(shù)的變化；
在測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)通過滑動(dòng)變阻器改變電路中的電流，多次測(cè)量求平均值，以減小實(shí)驗(yàn)的誤差．

解答 解：（1）這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是根據(jù)歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，推導(dǎo)出公式R=$\frac{U}{I}$，計(jì)算出電阻的阻值；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度，要多次測(cè)量取平均值，故滑動(dòng)變阻器的作用是：改變電阻兩端的電壓和通過的電流，達(dá)到多次測(cè)量的目的；接通電路前應(yīng)將它調(diào)到最大阻值處．
（3）因電源電壓為3V，故電路中的最大電流I=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{9Ω}$≈0.33A，故電流表選用小量程與電阻串聯(lián)，按圖甲電路，將圖乙中電流表正確連入電路，如下圖所示：

（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，可能原因是R₁處斷路或R₂處短路；
（5）小明將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，變阻器連入電路的電阻變小，由分壓原理可知，變阻器的電壓變小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，定值電阻的電壓變大，即電壓表示數(shù)將增大；
圖丙所示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為2V；電流表量程選0～0.6A，由圖丙所示電流表可知，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，
則電阻的阻值：
R=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
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)測(cè)出的結(jié)果不可靠，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）歐姆；  R=$\frac{U}{I}$；
（2）改變電阻兩端的電壓和通過的電流，達(dá)到多次測(cè)量的目的，最大阻值處；
（3）如上圖所示．
（4）R₁處斷路； R₂處短路
（5）增大；10； 不可靠；沒有多次測(cè)量求平均值．

點(diǎn)評(píng) 本題利用電壓表和電流表測(cè)量電阻R₁的阻值，考查實(shí)驗(yàn)原理，數(shù)據(jù)處理、電路的連接、故障分析，電阻的計(jì)算等知識(shí)．