Question

如圖1是伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)器材，其中電池組電壓為6V，Rx的阻值約10Ω左右．

（1）老師提醒同學(xué)們，電壓表選用3V的量程．那么，電流表應(yīng)選用

 

 的量程．這樣做的優(yōu)點(diǎn)是①

 

；②以免實(shí)驗(yàn)時間過長，因

 

而影響阻值．
（2）將圖中器材連接成測定R_x阻值的實(shí)驗(yàn)電路（要求滑動變阻器的滑片P處于最左端時，連入電路的阻值最大）．
（3）小明同學(xué)已將前兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記入了表中，第3次實(shí)驗(yàn)的電表指示如圖2所示，請將讀數(shù)填入表中，并完成表中的有關(guān)計(jì)算．

物理量 實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓 （V）	電流 （V）	電阻 （Ω）
1	2.0	0.20	10.0
2	2.5	0.24	10.4
3
被測電阻Rx=

（4）從記錄表中看出，三次實(shí)驗(yàn)計(jì)算所得的電阻值不完全相同，其原因是

 

．
（5）圖3為趙亮小組設(shè)計(jì)方案．
①器材：已知電阻R0、電流表、開關(guān)、電源（電壓未知）、未知電阻Rx、導(dǎo)線．
②電路圖：設(shè)：電流表讀數(shù)：S斷開為I₁；S閉合為I₂．
A．請你寫出未知電阻Rx的表達(dá)式：Rx=

 

B．請你對趙亮小組電路設(shè)計(jì)作出簡要評價(jià)：

 

．

Answer 1

分析：（1）電壓表的量程為0～3V，電阻大約是10Ω，可以計(jì)算出電路中的電流在0.3A左右，所以電流表的量程為0～0.6A；
電阻除了與材料、長度、橫截面積有關(guān)外，還與溫度有關(guān)，所以做實(shí)驗(yàn)時要盡量減少溫度對電阻的影響．
（2）根據(jù)題意確定電表量程，伏安法測電阻阻值，電源、開關(guān)、滑動變阻器、待測電阻、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端．
（3）根據(jù)電表量程由圖乙所示電表確定電表分度值，讀出電表示數(shù)，然后由歐姆定律求出電阻阻值；并求出平均值；
（4）實(shí)驗(yàn)會存在誤差，對電表進(jìn)行多少時存在誤差，從而使測出的阻值發(fā)生變化．
（5）①利用并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用進(jìn)行計(jì)算．②為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測量求平均值．

解答：解：（1）電路中的最大電流：I=

U

R

=

3V

10Ω

=0.3A，所以電流表選擇的量程為0～0.6A；此量程分度值小，精確度高，可以減小讀數(shù)時產(chǎn)生的誤差，并且電路中電流小，減少了溫度對電阻的影響；
（2）電壓表選0～3V量程，電流表選0～0.6A量程，當(dāng)滑動變阻器接左上與右下兩個接線柱，滑動變阻器的滑片P處于最左端時，連入電路的阻值最大；
電源、開關(guān)、滑動變阻器、待測電阻、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端，如圖所示：

（3）電壓表量程是0～3V，由圖乙所示電壓表可知，電壓表分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.8V；
電流表量程是0～0.6A，由圖乙所示電流表可知，電流表分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.28A；
∵I=

U

R

，
∴電阻R₃=

U3

I3

=

2.8V

0.28A

=10.0Ω；
電阻阻值R=

1

3

（R₁+R₂+R₃）=

1

3

（10.0Ω+10.4Ω+10.0Ω）≈10.1Ω；
數(shù)據(jù)如下表所示．

	電壓（V）	電流（A）	電阻 （Ω�。�
1	2.0	0.20	10.0
2	2.5	0.24	10.4
3	2.9	0.28	10.0
被測電阻值RX=10.1Ω

（4）實(shí)驗(yàn)誤差是不可避免的，由于實(shí)驗(yàn)存在誤差，所以使三次計(jì)算所得的電阻值不完全相同．
（5）斷開開關(guān)S，讀出電流表的示數(shù)為I₁，然后閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I₂，則 R_x=

I1R0

I2-I1

．
只能測量一次，且有可能電流表的示數(shù)正好不在整數(shù)刻度上，這樣就會出現(xiàn)讀數(shù)誤差，從而造成測量誤差大．
故答案為：（1）0～0.6A；減小誤差；溫度；（3）2.8V，0.28；10.0；10.1Ω；（4）實(shí)驗(yàn)存在誤差；（5）

I1R0

I2-I1

；只能測量一次，測量誤差較大．

點(diǎn)評：本題考查了電表量程的選擇、連接實(shí)物電路圖、電路現(xiàn)象分析、電表讀數(shù)、求電阻等問題，連接實(shí)物電路圖時，注意電表量程的選擇、注意電表正負(fù)接線柱不要接反；對電表讀數(shù)時，要注意先確定電表的量程與分度值，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．