Question

1．同学利用电压表和电流表测量电阻R₁的阻值（约9Ω左右），电源选用两节干电池．

（1）按图甲电路，将图乙中电流表正确连入电路．
（2）该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电压表示数总为3V不变，你认为发生故障的原因可能是R₁断路；R₂短路．
（3）清除故障后，小明将滑片P向左滑动时，电压表示数将增大（填“增大”、“减小”或“不变”），当P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R=10Ω．你认为这个结果可靠吗？这个结果不可靠，理由是实验次数太少没有多次测量求平均值．

Answer 1

分析 （1）本实验中电流表应串联在电路中，根据I=$\frac{U}{R}$判断电流表量程；
（2）电压表示数总为3V不变，说明电压表测量的是电源两端的电压，寻找可能的原因；
（3）在测量电阻的实验中，应通过滑动变阻器改变电路中的电流，多次测量求平均值，以减小实验的误差，因为导体的电阻与电流和电压无关．

解答 解：（1）测电阻的实验电流表应串联在电流中，电源由两节干电池组成，电源电压为3V，电路中最大电流II=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{9Ω}$≈0.33A，所以电流表应使用0-0.6A量程，电路连接如图所示：
；

（2）移动滑片，电压表总示数为3V，说明电压表测的是电源电压，原因可能是R₁处断路或R₂处短路；
（3）清除故障后，小明将滑片P向左滑动时，电路中的电流变大，根据U=IR可知电压表示数将增大；
由图1可知电压表量程为0～3V，其分度值为0.1V，由图丙所示电压表示数为2V；
电流表量程选0～0.6A，由图2所示电流表可知，其分度值为0.02A，示数为0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得电阻阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
因为只进行了一次实验，只测出了一组实验数据，根据一次实验得出的结论不可靠，应多次测量求平均值，以减小实验的误差．
故答案为：（1）见上图；（2）R₁断路、R₂短路；（3）增大；10；这个结果不可靠；实验次数太少没有多次测量求平均值．

点评 本题考查伏安法测电阻的探究实验，实物连接、电路故障判断是我们在实验中常遇到的问题，因此在实验课上我们要边实验边思考，将所学的理论与实际结合起来，锻炼我们解决实际问题的能力．注意伏安法测电阻的原理为欧姆定律的使用，一定要直接或间接测出电阻两端的电压和通过电阻的电流为目的，然后可由欧姆定律求得电阻的阻值．