题目内容

9.用电压表和电流表可以测未知导体R的电阻值,测量方案的原理如图甲.

(1)根据电路图,在图丙中用笔画线代替导线连接实物图.
(2)某次实验时电压表和电流表的读数如图乙所示,则电阻两端的电压为10.5V,通过电阻的电流为0.14A,电阻的阻值为75Ω.
(3)如果考虑到电流表的电阻不为零,则用该测量方案测出的结果必然存在误差,那么用这种实验方案测出来的电阻值大于电阻的真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是电压表的读数是电流表和待测电阻两端的总电压,大于电阻两端电压使得电压偏大,根据R=$\frac{U}{I}$导致计算的电阻值偏大..

分析 (1)根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串主电路,再将电压表并在待测电阻的两端;连接滑动变阻器时,要“一上一下”的原则.
(2)电压表和电流表的读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数;知道电压和电流,根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻.
(3)此种电路连接方法,通过待测电阻的电流是真实的,由于电流表的分压,所测电阻的电压偏大由欧姆定律可判断出测量值与真实值间的关系.

解答 解:(1)采用“电流流向法”,电流从电源正极出发,依次将开关S、滑动变阻器、电阻R、电流表串联起来,再将电压表并联在待测电阻的两端;如下图所示:

(2)电压表使用的0~15V量程,每一个大格代表5V,每一个小格代表0.5V,电压为10.5V.
电流表使用的0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.14A,
由I=$\frac{U}{R}$得,R=$\frac{U}{I}$=$\frac{10.5V}{0.14A}$=75Ω.
(3)根据R=$\frac{U}{I}$可知,考虑到电流表电阻的存在,电压表的读数不再是待测电阻两端的电压,而是电流表和待测电阻两端的总电压,使得电压偏大,导致计算的电阻值偏大;
故答案为:(1)见上图;(2)10.5;0.14;75;(3)大于;电压表的读数是电流表和待测电阻两端的总电压,大于电阻两端电压使得电压偏大,根据R=$\frac{U}{I}$导致计算的电阻值偏大.

点评 本题考查了实物电路图的连接、电表的读数和欧姆定律的应用等,要注意实验系统误差的分析电流表内接法电阻测量值大于真实值、电流表外接法电阻测量值小于真实值.

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