Question

圖1是用來測量未知電阻R_x的實驗電路的實物連線示意圖，圖中R_x是待測電阻，阻值約為300Ω；E是電池組，電動勢6V，內(nèi)阻不計；V是電壓表，量程3V，內(nèi)阻r約3000Ω；R是電阻箱，阻值范圍0～999.9Ω；R_l是滑動變阻器，S_l和S₂是單刀單擲開關(guān)．
主要的實驗步驟如下：
①連好電路后，合上開關(guān)S_l和S₂，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使得電壓表的示數(shù)為3.00V．
②合上開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使得電壓表的示數(shù)為2.00V．
③讀出圖2電阻箱的阻值，并計算求得未知電阻R_x的大小．
④實驗后整理儀器．
（1）可供選擇的滑動變阻器有：
滑動變阻器A：最大阻值100Ω，額定電流0.5A
滑動變阻器B：最大阻值10Ω，額定電流2.0A
為了使實驗測量值盡可能地準確，實驗應(yīng)選用的滑動變阻器是

B

．
（2）電阻箱的旋鈕位置如圖2所示，它的阻值是

140Ω

．
（3）未知電阻R_x=

280Ω

．
（4）測量值與真實值相比較，測量值比真實值

偏大

．（填偏大、相等或偏�。�

Answer 1

分析：注意電阻箱讀數(shù)的方法是從倍率大的箭頭所對數(shù)字開始讀起．此實驗的關(guān)鍵是假設(shè)閉合或斷開電鍵s₂時滑動變阻器的輸出電壓值不變，然后根據(jù)歐姆定律求解即可．難點是誤差分析，因為根據(jù)動態(tài)分析可知，電鍵s₂斷開后電壓表待測電阻兩端電壓將變小，而變阻器的輸出電壓將變大．

解答：解：（1）因當(dāng)滑動變阻器采用分壓式接法時，其電阻值越小輸出電壓的線性越好，故應(yīng)選電阻小的變阻器B．
（2）電阻箱讀數(shù)為R=1×100+4×10+0×1+0×0.1=140Ω
（3）由實物連接圖可知，設(shè)S_l和S₂均閉合時電壓表示數(shù)為U₁，變阻器的輸出電壓為U₀，
則U₀=U₁=3V，當(dāng)電鍵s₂斷開時電壓表示數(shù)為U₂，則U₂=3V，
根據(jù)歐姆定律U2=

U0-U2

R

?R_x，
聯(lián)立可得Rx=

U2

U0-U2

?R，
代入數(shù)據(jù)得R_x=280Ω．
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律與歐姆定律分析知，斷開電鍵s₂后，電壓表示數(shù)應(yīng)變小，滑動變阻器的輸出電壓變大，根據(jù)上式求出的電阻大于真實值．
故答案為（1）B． （2）140Ω．（3）280Ω．（4）偏大．

點評：解題的關(guān)鍵是根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)靈活運用歐姆定律和串并聯(lián)知識求解．