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9.学习欧姆定律后,老师给小海同学一个电阻R1(阻值约为9Ω),要他利用所学的知识测出该电阻的阻值.图中甲是小海设计的电路图,他选两节新干电池串联作为电源,请你帮小海完成以下实验内容.

(1)按图甲电路,将图乙中电流表正确连入电路.
(2)小海同学检查电路连接正确后,闭合开关,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处断路(或R2处短路).(填写一种可能原因)
(3)清除故障后,小海将滑片P向左滑动时,电压表示数将增大(选填“增大”“减小”或“不变”).当滑片P滑到某一位置时,两表读数如图丙所示,由此可知R1=10Ω.你认为这个结果可靠吗?不可靠.理由是没有多次测量求平均值减小误差.

分析 (1)一节干电池的电压为1.5V,则两节干电池串联时的总电压为3V,根据欧姆定律求出通过R1的最大电流确定电流表的量程,且串联在电路中;
(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,一是滑动变阻器短路或被测电阻断路;
(3)由电路图可知滑片移动时接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化,根据电表的量程和分电阻读出示数,利用欧姆定律求出此时R1的阻值;多次测量求平均值,可以减小实验的误差;多次测量还可以寻找规律.

解答 解:(1)电源的电压为3V,通过R1的最大电流约为I1=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{9Ω}$≈0.33A<0.6A,则电流表的量程为0~0.6A,且与R1串联,如下图所示:

(2)电压表的示数等于电源电压,可能是与电压表并联的R1发生了断路或R2短路;
(3)向左移动滑片,滑动变阻器的电阻减小,电路中的总电阻变小,
由I=$\frac{U}{R}$可知,电路中的电流变大,R1两端的电压变大,即电压表的示数增大;
根据实物图可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V,
电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A,
则R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω;
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)如上图所示;
(2)R1处断路(或R2处短路);
(3)增大;10;不可靠;没有多次测量求平均值减小误差.

点评 本题考查了电路故障分析、电路动态分析、求电阻、实验评价等问题;本题的难点是根据题意确定电表量程,读出电表示数.

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实验序号衣服材质衣服布料层数长波紫外线透过率
1天蚕丝112%
225%
3化纤128%
4214%
5全棉T恤(白色)17%
6全棉T恤(黑色)14%
分析表中数据,回答下列问题:
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