Question

16．甲乙丙丁四位同学利用下列器材测量电阻R：
A．待测电阻R（阻值约10kΩ）
B．滑动变阻器R₁（0～1kΩ）
C．电阻箱R₀（99999.9Ω）
D．电流计G（500μA，内阻不可忽略）
E．电压表V（3V，内阻约3kΩ）
F．直流电源E（3V，内阻不计）
G．开关、导线若干

（1）甲同学设计了如图a所示的测量电路，请指出他的设计中存在的问题，并改正：
①滑动变阻器限流接法调节范围有限；应改为分压法
②G表外接，测量电流误差大；应改为内接法（指出两处即可）
（2）乙同学用图b所示的电路进行实验．
①请在图c中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接；
②将滑动变阻器的滑动头移到左（填“左”或“右”）端，再接通开关S；保持S₂断开，闭合S₁，调节R₁使电流计指针偏转至某一位置，并记下电流I₁；
③断开S₁，保持R₁不变，闭合S₂，调节R₀使得电流计读数为I₁时，R₀的读数即为待测电阻的阻值．
（3）丙同学查得电流计的内阻为R_g，采用图d进行实验，改变电阻箱电阻，读出电流计相应的示数I，由测得的数据作出$\frac{1}{I}$-R₀图象如图e所示，图线纵轴截距为m，斜率为k，则待测电阻R的阻值为Em．

Answer 1

分析 （1）明确分压接法及内外接法的选择；根据实验要求得出错误的接法；
（2）明确本实验的条件是保持变阻器的输出电压不变，然后根据欧姆定律即可求解．
（3）根据闭合电路欧姆定律写出公式，然后整理出$\frac{1}{I}$与R₀的函数表达式，再根据斜率和截距的概念即可求解

解答 解：（1）①滑动变阻器限流接法调节范围有限；应改为分压法．②G表外接：因电阻较大，则电压表的分流有影响，测量电流误差大；应改为内接法．  
（2）①据电路图完成实物力图，如图粗线所示
②实验初要求被控制电路由小变大，则其触头在左端
③实验原理为等效替代法，则两支路电流相等，则是电阻相等，即调节R₀使得电流计读数为I₁
（3）由闭合电路欧姆定律可得：I=$\frac{E}{{R}_{0}+R}$  得$\frac{1}{I}=\frac{R}{E}+\frac{{R}_{0}}{E}$  则$\frac{R}{E}=m$，即R=Em．
故答案为：（1）①滑动变阻器限流接法调节范围有限；应改为分压法．②G表外接，测量电流误差大；应改为内接法．  
（2）①如图粗线所示
②左 
③I₁
（3）Em

点评 本题应明确：①当变阻器采用分压式接法时，变阻器的阻值越小调节越方便；②遇到根据图象求解的题目，首先根据物理规律列出公式，然后整理出关于纵轴物理量与横轴物理量的表达式，再根据斜率和截距的概念即可求解