Question

下面是小聰和小明做“測(cè)量定值電阻R_x”的實(shí)驗(yàn)
（1）圖甲是小聰設(shè)計(jì)的測(cè)電阻而連接的電路，尚未完整，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，把電路連接好，使滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大；
（2）小聰在正確連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針有明顯偏轉(zhuǎn)，電流表的指針幾乎沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，該故障的原因是________（選擇下列故障原因的字母代號(hào)）
A、電阻R_x短路　 B、電阻R_x斷路
C、電源接線接觸不良　 D、電流表斷路
（3）小聰在排除了電路故障后，先把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最________（選“左”或“右”）端，閉合開關(guān)，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，測(cè)得多組數(shù)據(jù)，并由這些數(shù)據(jù)計(jì)算得定值電阻R_x的阻值為9.8Ω．
（4）小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，他設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路進(jìn)行試驗(yàn)，先把滑動(dòng)電阻器的滑片調(diào)到電阻值最大處，閉合開關(guān)S₁、S₂，電流表的讀數(shù)如圖丙所示，為________A；保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A，已知滑動(dòng)變阻器R1規(guī)格為“20Ω 1A”根據(jù)小明測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算出定值電阻Rx的阻值是________Ω．（設(shè)電源電壓恒定）
（5）比較小聰和小明的實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為________的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，理由是________．
（6）小明想借用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的器材測(cè)量家里電熱毯的電阻（電熱毯的額定電壓為220V，額定功率約100W），老師告訴他，實(shí)驗(yàn)室有以下器材可供選用；
①電流表A₁，量程“0～30mA”
②電流表A₂，量程“0～0.6A”
③電流表A₃，量程“0～3A”
④電壓表V，有“0～3V”和“0～15V”兩個(gè)量程；
⑤滑動(dòng)變阻器R₁“20Ω 1A”
⑥滑動(dòng)變阻器R₂“50Ω 0.5A”
⑦滑動(dòng)變阻器R₃“1kΩ 0.1A”
小明打算用12V的學(xué)生電源作為電源，為了較準(zhǔn)確地測(cè)出電熱毯的電阻值，則電流表選________；滑動(dòng)變阻器選________．

Answer 1

解：（1）使滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，把滑動(dòng)變阻器的右下接線柱接入電路，如下圖所示：

（2）開關(guān)閉合，電流表指針幾乎不動(dòng)，說(shuō)明電路中有開路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線柱到電源正負(fù)極的連接是連通的，故電阻R_x斷路．
（3）為了保護(hù)電路，需將滑動(dòng)變阻器的滑片移至阻值最大處，故將滑片移至最左端．
（4）由圖知，電流表選擇0～3A量程，每一個(gè)大格代表1A，每一個(gè)小格代表0.1A，電流為0.9A；
電源電壓：U=IR=0.3A×20Ω=6V；
R_x的阻值：R_x==10Ω．
（5）僅做一次測(cè)量，測(cè)量誤差較大，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，改變被測(cè)電阻兩端的電壓，進(jìn)行多次測(cè)量；因此小聰?shù)臏y(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確．
（6）電熱毯的電阻：R===484Ω；當(dāng)將電熱毯接入12V的電路時(shí)，電路中的電流：I==0.025A=25mA；因此選擇量程為“0～30mA”的電流表A₁；
通過(guò)移動(dòng)滑片，電路中電流有明顯的變化，因此選擇阻值范圍較大的滑動(dòng)變阻器R₃“1kΩ 0.1A”．
故答案為：（2）B；（3）左；（4）0.9；10；（5）小聰；僅做一次測(cè)量，測(cè)量誤差較大，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，改變被測(cè)電阻兩端的電壓，進(jìn)行多次測(cè)量；（6）電流表A₁；
滑動(dòng)變阻器R₃“1kΩ 0.1A”．
分析：（1）滑動(dòng)變阻器按以上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲變短，即右下接線柱接入電路．
（2）電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路斷路，電壓表有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電壓表與電源接通．
（3）排除故障后首先需將滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值最大處．
（4）電流表的讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少．
閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂時(shí)，只有滑動(dòng)變阻器接入電路，并且滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為最大值，因此根據(jù)U=IR求出電源電壓，再根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)求出通過(guò)R_x的電流，并利用R=即可求出R_x的阻值．
（5）一次測(cè)量存在較大的誤差，為了使測(cè)量值更接近于真實(shí)值，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量求平均值．
（6）已知電熱毯的額定功率和額定電壓可知，根據(jù)R=可計(jì)算出電熱毯的電阻，再根據(jù)I=求出通過(guò)電熱毯的電流，從而確定電流表的量程；
為了使電路中的電流有明顯的變化，因此需要選擇阻值范圍較大的滑動(dòng)變阻器．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑動(dòng)變阻器的連接和使用、電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的等，關(guān)鍵是學(xué)生對(duì)伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)的理解和掌握；本題難度較大的最后一個(gè)小題，注意此題中選擇滑動(dòng)變阻器的目的是使電流表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)．