Question

（1）小芳在做探究感應電流方向與哪些因素有關時，猜想金屬棒在磁場中運動產生的感應電流的方向可能與磁場的方向有關，也可能與金屬棒的運動方向有關．
她設計了如下實驗，裝置如圖1所示．
①金屬棒向右運動，看到電流表指針向左偏．
②把磁鐵南、北極上下對調，金屬棒變為向左運動，看到電流表指針仍向左偏．根據以上現象，小芳得出感應電流的方向與磁場的方向、棒的運動方向無關的結論．
你認為小芳的結論正確嗎？若認為正確請說明理由．若有錯，分析小芳得出錯誤結論的原因．______．
（2）利用如圖2所示的電路圖可以測量未知電阻R_x的阻值，R是已知阻值的電阻，電源電壓未知．請回答下列問題：
A．請根據電路圖把如圖3所示的實物電路元件連接好．
B．把下面的實驗步驟補充完整．
①斷開開關S，______；
②______；
③則電阻R_x的表達式為R_x=______． （用實驗中測量的量及R表示）

Answer 1

【答案】分析：（1）應用控制變量法分析答題，探究感應電流方向與磁場方向、棒的運動方向間的關系時，應控制其中一個量不變．
（2）①根據電路圖連接實物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發，按照電流的流向，先串主電路，再將電壓表并在電路中．②由電路圖可知，當開關閉合時電路為R_x的簡單電路，電壓表測電源的電壓；當開關斷開時，R、R_x串聯，電壓表測R_x兩端的電壓；根據串聯電路的分壓特點和定值電阻的阻值求出R_x的阻值，據此設計實驗步驟得出結果．
解答：解：（1）由小芳的實驗步驟可知，在第二步時把磁鐵的南北極上下對調，
同時又讓金屬棒的運動方向相反，這時兩個因素都同時在變．所以得出錯誤的結論．
（2）A、采用“電流流向法”，電流從電源正極出發，依次將R、R_x串聯起來，
再將電壓表并聯如圖所示的位置上，電路圖如圖所示；
B、①斷開開關S，用電壓表測出R_x兩端電壓U_x；
②閉合開關S，測量電源電壓，記為U；
③R兩端的電壓為U=U-U_x，
電路中的電流I==，
所以R_x=R．
故答案為：（1）小芳的結論是錯誤的，在第二步時把磁鐵的南北極上下對調，同時又讓金屬棒的運動方向相反，這時兩個因素都同時在變．所以得出錯誤的結論．（2）A、電路圖如圖所示；B、①用電壓表測出R_x兩端電壓U_x；②閉合開關S，測量電源電壓，記為U；③．
點評：（1）熟練應用控制變量法是正確解題的關鍵．
（2）本題考查了根據電路圖連接實物圖和測未知電阻的實驗，關鍵是知道有電壓表、無電流表時可根據串聯電路的電流、電壓特點進行設計實驗．