Question

13．在測量阻值約為5Ω的定值電阻Rx的實驗中，電源電壓保持3V不變，小明和小亮用圖甲所示的器材進行實驗．

（1）用筆畫線代替導線完成實物圖甲的連接；
（2）小明在閉合開關前，應將滑動變阻器滑片移到最左（“左”或“右”）端；
（3）實驗時，小明調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變R_x兩端的電壓和電流，得到三組電壓和電流值，根據(jù)公式得到三次實驗的電阻值，分別為R₁=5.1Ω，R₂=5.3Ω，R₃=5.3Ω，則實驗測得值應為R_x=5.2Ω．
（4）在某次實驗時，電壓表因出現(xiàn)故障而不能使用，小亮用原有的電流表、滑動變阻器，增添一個定值電阻R₀和一個單刀雙擲開關，設計了如圖乙所示的電路；測量時，閉合S₁，將S₂撥到l，記下電流表的示數(shù)為I₁；再將S₂撥到2，記下電流表的示數(shù)為I₂，小亮說待測電阻R_X=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$，小明認真分析電路后發(fā)現(xiàn)，小亮的方法不合理，原因是：開關由1撥到2后，R_x與R₀阻值并不相等，故其兩端電壓也發(fā)生了改變．

Answer 1

分析 （1）連接實物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，再將電壓表并在待測電阻的兩端；連接滑動變阻器時，要“一上一下”的原則；
（2）關閉合前，滑片應移到阻值最大處；伏安法測電阻的實驗中，滑動變阻器有兩個作用，一是保護電器，二是改變電阻兩端的電壓，完成多次測量求平均值來減小誤差．
（3）減小誤差的方法：多次測量取平均值；
（4）由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中，當開關S₂由l撥到2時，電阻兩端的電壓發(fā)生變化，而實驗中認為電阻兩端電壓不變，導致實驗錯誤，實驗電路圖設計不合理．

解答 解：（1）因為電源電壓為3V，所以電壓表量程選擇0～3V；
采用“電流流向法”，電阻油接線柱與滑動變阻器上接線柱相連，電壓表的“3”接線柱與電阻的左接線柱相連，如下圖所示：

（2）關閉合前，滑片應移到阻值最大處，即滑片移到最左端．
（3）實驗測得值應為R_x=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{5.1Ω+5.3Ω+5.3Ω}{3}$≈5.2Ω．
（4）在該實驗設計中：由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中，當S₂由l撥到2時，R_x與R₀阻值并不相等，電阻兩端的電壓發(fā)生變化，而實驗中認為電壓不變，導致實驗計算結(jié)果錯誤，該實驗存在缺陷，設計不合理．
故答案為：（1）如上圖；（2）左；
（3）5.2；
（4）開關由1撥到2后，R_x與R₀阻值并不相等，故其兩端電壓也發(fā)生了改變．

點評 本題考查了連接實物圖、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗設計分析，考查的內(nèi)容較多，實驗設計分析對學生來說有一定難度，本題是一道中檔題；本實驗考查的內(nèi)容是�？純�(nèi)容，平時注意多積累相關知識、多總結(jié)解題方法．