Question

沈細致同學在“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R的銘牌上標有“20Ω  1A”字樣，電源電壓恒為3V不變．
（1）圖1中尚有兩根導線沒有連接，請你用筆畫線代替導線，完成電路連接；

（2）閉合開關S前，滑動變阻器的滑片P應置于變阻器的

左

端；（選填“左”或“右”）
（3）閉合開關S后發現，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，只有一個電表示數發生變化．若電路中除待測電阻Rx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

待測電阻Rx短路

；
（4）該同學排除故障后繼續實驗，并三次測得電壓和電流的值，通過計算得到電阻值分別為：10.0Ω、10.1Ω、9.9Ω，則待測電阻Rx的阻值是

10.0

Ω；
（5）沈細致同學通過閱讀電表的說明書，了解到他所使用的電流表的內阻R_A為0.2Ω，電壓表的內阻R_V為20kΩ．若實驗電路有如圖2所示的甲、乙兩種方案可供他選擇，

甲

方案實驗誤差更小，請你作出簡要明．

Answer 1

分析：（1）將電流表串聯在電路中，電壓表與電阻并聯，根據電源電壓來判斷電壓表的量程，根據實際判斷出電流表的量程；
（2）在閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處；
（3）根據題目要求首先排除斷路情況，其中一個電表能夠發生變化，則排除滑動變阻器的短路情況，應該是待測電阻Rx發生故障，則為短路；
（4）求出三次測量的平均值，即為Rx的阻值；
（5）要想使實驗誤差小，就必須讓電壓表的分流作用盡可能小，也就是流過電壓表的電流與流過待測電阻的電流相比可以忽略不計；或者讓電流表的分壓作用盡可能小，也就是電流表兩端電壓與待測電阻兩端電壓相比可以忽略不計，那么實驗誤差就很小．

解答：解：
（1）因為電源電壓為3V，所以電壓表選擇0～3V量程，電流表選擇0～0.6A量程．電路連接如下：
；
（2）由實物連接知，要使滑動變阻器接入電路電阻最大，滑片要位于最左端；
（3）閉合電鍵后發現，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，只有一個電表示數發生變化．若電路中除待測電阻Rx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：待測電阻短路；
（4）待測電阻的阻值為R=

R1+R2+R3

3

=

10.0Ω+10.1Ω+9.9Ω

3

=10.0Ω．
（5）在甲圖中，通過電壓表和待測電阻的電流與它們的電阻值成反比，而電壓表的內阻遠遠大于待測電阻的阻值，所以通過電壓表的電流可以忽略；在乙圖中，電流表兩端電壓和待測電阻兩端電壓成正比，由題意得，兩者電阻之比為50：1，所以電流表兩端電壓不能忽略．也就是甲方法誤差更小．
故答案為：（1）見上圖；（2）左；（3）待測電阻Rx短路；（4）10.0；（5）甲．

點評：（1）本題考查了：連接實物圖、滑動變阻器的調節、電路故障分析、實驗數據處理，涉及的內容較多，但難度不大，是一道基礎題；
（2）分析電路故障時，應知道電路故障一般為斷路或短路兩種，根據故障現象，注意分析各種可能的故障原因，最后綜合考慮得出結論；
（3）無論采用內接法還是外接法，不可避免地存在誤差，應該根據元件規格選擇相應的測量方法以減小誤差．