Question

17．在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用實(shí)驗(yàn)器材如下：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開關(guān)、待測(cè)電阻R_X、滑動(dòng)變阻器（最大阻值20Ω）各一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）小麗連接完實(shí)驗(yàn)電路后，閉合開關(guān)，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得幾組數(shù)據(jù)，并由此計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值，有關(guān)記錄和計(jì)算如表所示．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓/V	3.6	2.5	1.0
電流/A	0.24	0.34	0.48
電阻/Ω	15.0	7.4	2.1

小華認(rèn)為一個(gè)電阻三次測(cè)量的結(jié)果不可能相差這么大，分析應(yīng)該是在連接電路時(shí)出現(xiàn)了問題，產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是將電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端．
（2）找出錯(cuò)誤的原因后，小麗準(zhǔn)備重新連接電路進(jìn)行測(cè)量，但小華認(rèn)為不必重測(cè)，利用表中記錄的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)就能算出應(yīng)該記錄的正確數(shù)據(jù)，表格中錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是電壓（填“電壓”或“電流”），其中第一次正確的記錄應(yīng)是2.4V，此次測(cè)量計(jì)算出的待測(cè)電阻應(yīng)是10Ω．
（3）實(shí)驗(yàn)中三次測(cè)量R_X的目的是求平均值減小實(shí)驗(yàn)誤差．
（4）完成上述測(cè)量后，小華還想用伏安法測(cè)量一段電阻絲R_x′（約200Ω）的阻值，她把R_x′接入電器中，但發(fā)現(xiàn)電路中的電流過小，電流表不能準(zhǔn)確讀數(shù)，為了較準(zhǔn)確地測(cè)量出待測(cè)電阻R_x′，小華又向老師借了一個(gè)阻值為R₀=100Ω的定值電阻和兩個(gè)開關(guān)，重新設(shè)計(jì)了一種可行的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)畫出小華完成實(shí)驗(yàn)的電路圖．（要求：①能夠進(jìn)行多次測(cè)量，②實(shí)驗(yàn)中電表的位置不動(dòng)）

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，電壓表的示數(shù)減小時(shí)，電路中的電流增大，說明電壓表不是并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端，而是并聯(lián)在了滑動(dòng)變阻器兩端；
（2）電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，待測(cè)電阻兩端的電壓等于電源的電壓減去滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出待測(cè)電阻的阻值；
（3）伏安法測(cè)電阻中應(yīng)多次測(cè)量求平均值減小誤差；
（4）電阻絲R_x′的阻值太大，電路中的電流太小，無法準(zhǔn)確測(cè)量，可以利用定值電阻R₀與R_x′串聯(lián)，電壓表分別測(cè)出它們兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的分壓電壓特點(diǎn)求出R_x′的阻值，實(shí)驗(yàn)中能夠進(jìn)行多次測(cè)量說明電路中應(yīng)串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，據(jù)此設(shè)計(jì)電路圖．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，電壓表的示數(shù)減小時(shí)，電路中的電流增大，且電阻的阻值減小，說明電壓表并聯(lián)在了滑動(dòng)變阻器兩端；
（2）由電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓可知，故表中電壓表的示數(shù)錯(cuò)誤，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，第一次正確的記錄應(yīng)是U_x=U-U_滑=6V-3.6V=2.4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
（3）實(shí)驗(yàn)中三次測(cè)量R_X的目的是求平均值減小實(shí)驗(yàn)誤差；
（4）電阻絲R_x′的阻值太大，電路中的電流太小，無法準(zhǔn)確測(cè)量，可以采用安阻法設(shè)計(jì)電路，
即定值電阻R₀與R_x′串聯(lián)，電壓表分別測(cè)出它們兩端的電壓，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中改變兩電阻兩端的電壓達(dá)到多次測(cè)量的目的，
如下圖所示：

故答案為：
（1）將電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端；
（2）電壓；2.4V；10；
（3）求平均值減小實(shí)驗(yàn)誤差；
（4）如上圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路現(xiàn)象的判斷、串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用、減小誤差的方法、電路的設(shè)計(jì)，要注意在測(cè)大電阻的實(shí)驗(yàn)中一般采用安阻法．