题目内容

(2012?河西区模拟)沈同学在“用电压表、电流表测电阻”的实验中,所以器材如图所示,其中滑动变阻器R的铭牌上标有“20Ω  1A”字样,电源电压恒为3V不变.

(1)图1中尚有两根导线没有连接,请你用笔代替导线,完成电路连接;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的
端;(选填“左”或“右”)
(3)闭合开关S后发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,只有一个电表示数发生变化.若电路中除待测电阻RX和滑动变阻器R外,其余元件均完好,且电路各处接触均良好,则故障原因可能是
待测电阻短路
待测电阻短路

(4)该同学排除故障后继续实验,并三次测得电压和电流的值,通过计算得到电阻值分别为:10.0Ω,10.1Ω,9.9Ω,则待测电阻Rx的阻值为
10.0
10.0
Ω;
(5)沈同学通过阅读电表的说明书,了解到他所使用的电流表的内阻RA为0.2Ω,电压表的内阻RV为20kΩ.若实验电路有如图2所示的甲、乙两种方案可供他选择,
方案实验的误差更小,请你做出简要的说明.
分析:(1)实验目的是伏安法测电阻,所以待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关与电源串联,电压表与待测电阻并联.滑动变阻器采用”一上一下”的接法.
(2)为保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处.
(3)若滑动变阻器断路或短路,则移动滑片时,两个电表示数都不发生变化;若待测电阻断路,移动滑片时,两个电表示数都不发生变化;如果待测电阻短路,移动滑片时,只有电流表示数发生变化;综合分析知,故障原因是:待测电阻短路.
(4)已知三次的测量值,取其平均值就是待测电阻的阻值.
(5)要想使实验误差小,就必须让电压表的分流作用尽可能小,也就是流过电压表的电流与流过待测电阻的电流相比可以忽略不计;或者让电流表的分压作用尽可能小,也就是电流表两端电压与待测电阻两端电压相比可以忽略不计,那么实验误差就很小.
解答:解:
(1)因为电源电压为3V,所以电压表选择0~3V量程,电流表选择0~0.6A量程.电路连接如下:

(2)由实物连接知,要使滑动变阻器接入电路电阻最大,滑片要位于最右端.
故答案为:右.
(3)闭合电键后发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,只有一个电表示数发生变化.若电路中除待测电阻Rx和滑动变阻器R外,其余元件均完好,
且电路各处接触均良好.则故障原因可能是:待测电阻短路.
故答案为:待测电阻Rx短路.
(4)待测电阻的阻值为R=
R1+R2+R3
3
=
10.0Ω+10.1Ω+9.9Ω
3
=10.0Ω.
故答案为:10.0.
(5)在甲图中,通过电压表和待测电阻的电流与它们的电阻值成反比,而电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值,所以通过电压表的电流可以忽略;在乙图中,电流表两端电压和待测电阻两端电压成正比,由题意得,两者电阻之比为50:1,所以电流表两端电压不能忽略.也就是甲方法误差更小.
故答案为:甲.
点评:(1)本题考查了:连接实物图、滑动变阻器的调节、电路故障分析、实验数据处理,涉及的内容较多,但难度不大,是一道基础题;
(2)分析电路故障时,应知道电路故障一般为断路或短路两种,根据故障现象,注意分析各种可能的故障原因,最后综合考虑得出结论;
(3)无论采用内接法还是外接法,不可避免地存在误差,应该根据元件规格选择相应的测量方法以减小误差.
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