Question

沈细致同学在“用电压表、电流表测电阻”的实验中，所用器材如图所示，其中滑动变阻器R的铭牌上标有“20Ω  1A”字样，电源电压恒为3V不变．
（1）图1中尚有两根导线没有连接，请你用笔画线代替导线，完成电路连接；

（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应置于变阻器的

左

端；（选填“左”或“右”）
（3）闭合开关S后发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，只有一个电表示数发生变化．若电路中除待测电阻Rx和滑动变阻器R外，其余元件均完好，且电路各处接触均良好．则故障原因可能是

待测电阻Rx短路

；
（4）该同学排除故障后继续实验，并三次测得电压和电流的值，通过计算得到电阻值分别为：10.0Ω、10.1Ω、9.9Ω，则待测电阻Rx的阻值是

10.0

Ω；
（5）沈细致同学通过阅读电表的说明书，了解到他所使用的电流表的内阻R_A为0.2Ω，电压表的内阻R_V为20kΩ．若实验电路有如图2所示的甲、乙两种方案可供他选择，

甲

方案实验误差更小，请你作出简要明．

Answer 1

分析：（1）将电流表串联在电路中，电压表与电阻并联，根据电源电压来判断电压表的量程，根据实际判断出电流表的量程；
（2）在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
（3）根据题目要求首先排除断路情况，其中一个电表能够发生变化，则排除滑动变阻器的短路情况，应该是待测电阻Rx发生故障，则为短路；
（4）求出三次测量的平均值，即为Rx的阻值；
（5）要想使实验误差小，就必须让电压表的分流作用尽可能小，也就是流过电压表的电流与流过待测电阻的电流相比可以忽略不计；或者让电流表的分压作用尽可能小，也就是电流表两端电压与待测电阻两端电压相比可以忽略不计，那么实验误差就很小．

解答：解：
（1）因为电源电压为3V，所以电压表选择0～3V量程，电流表选择0～0.6A量程．电路连接如下：
；
（2）由实物连接知，要使滑动变阻器接入电路电阻最大，滑片要位于最左端；
（3）闭合电键后发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，只有一个电表示数发生变化．若电路中除待测电阻Rx和滑动变阻器R外，其余元件均完好，
且电路各处接触均良好．则故障原因可能是：待测电阻短路；
（4）待测电阻的阻值为R=

R1+R2+R3

3

=

10.0Ω+10.1Ω+9.9Ω

3

=10.0Ω．
（5）在甲图中，通过电压表和待测电阻的电流与它们的电阻值成反比，而电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值，所以通过电压表的电流可以忽略；在乙图中，电流表两端电压和待测电阻两端电压成正比，由题意得，两者电阻之比为50：1，所以电流表两端电压不能忽略．也就是甲方法误差更小．
故答案为：（1）见上图；（2）左；（3）待测电阻Rx短路；（4）10.0；（5）甲．

点评：（1）本题考查了：连接实物图、滑动变阻器的调节、电路故障分析、实验数据处理，涉及的内容较多，但难度不大，是一道基础题；
（2）分析电路故障时，应知道电路故障一般为断路或短路两种，根据故障现象，注意分析各种可能的故障原因，最后综合考虑得出结论；
（3）无论采用内接法还是外接法，不可避免地存在误差，应该根据元件规格选择相应的测量方法以减小误差．