超过安培表的量程。因此变阻器既应分压又应分流。
正确的连接图为图9-27所示。画图的关键是:毫安表需外接,变阻器接成分压电路。实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压为零的位置。
错解七:如图9-25,无论电键是否闭合,电源、变阻器回路始终是接通的,电键的位置连接错了。
连接上的原因是:在高中学习伏安法测电阻时,接触的多是将变阻器连接一个上接线柱和一个下接线柱,串连在电路中分压限流,因而在做此题时,采用了习惯连法,没有对器材的规格要求进行计算、分析。
(2)将毫安表内接错误,错误的症结是不了解系统误差产生的原因,也是没有对器材的规格进行具体分析。
(3)出现同时连接变阻器的两个上接线柱;电表的“+”、“-”接反;不在接线柱上连线,而是在连线上连线等,说明学生缺乏实验操作的规范化训练,或缺乏亲自动手做实验。
【分析解答】
用伏安法测电阻,首先要判明电流表应该内接还是外接,由题目所给器材规格来看,显然不满足RA<<Rx条件,而是满足Rv>>Rx条件,所以应采用外接法。若图9-26电路,当滑动触头P处于最左端,滑动变阻器为最大值时,由题设条件流过电流表的电流
错解六:如图9-24所示,电键闭合后电源被短路,滑到最右端时,电流超过毫安表的最大量程,故连接错误。
始终超过毫安表的量程,而且当滑动触头滑到最左端时,电源还有被短路的可能,故连接错误。
错解四:如图9-22所示,可见这种连法实际上与图9-21(变阻器取最大值时)的错误是一样的。
错解五:如图9-23所示,显然可见,当电键闭合时电源被短路,这是不允许的,连接错误。
错解二:如图9-20所示有两处不妥:①电压调节范围小;②电流过大。这种连法实际上与图9-19的错误是一样的。
错解三:如图9-21所示,此种连法是用伏安法测量,电路与变阻器由滑动触头并联,无论变阻器的阻值怎样变化,流过毫安表的电流
【错解】
错解一:如图9-19所示,此种连法错在变阻器的右下接线柱和电源的负极之间少连了一条线,即使变阻器取最大值,通过电路的电流也超过了10mA,大于毫安表的量程。
P是r的单调减函数,所以就题设条件而言,r取1Ω时P有最大值,应选A。
【评析】
物理学的任何规律结论的成立都是有条件的,都有其适用范围。有的同学做题比较多,习惯于套用一些熟悉题目的解题路子。这种方法有它合理的一面,也有其造成危害的一面。关键是要掌握好“条件和范围”。
例16 图9-18所示,为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需要的器材实物图,器材规格如下:(1)待测电阻RX(约100Ω)(2)直流毫安表(量程0~10mA,内阻50Ω)(3)直流电压表(量程0~3V,内阻5kΩ)(4)直流电源(输出电压4V,允许最大电流
例15 有四个电源,电动势均为8V,内阻分别为1Ω、2Ω、4Ω、8Ω,今要对R=2Ω的电阻供电,问选择内阻为多大的电源才能使R上获得的功率最大?
A、1Ω B、2Ω
C、4Ω D、 8Ω
【错解】
依“外电阻等于内电阻(R=r)时,外电路上的电功率有最大值”可知,应选内阻2Ω的电源对R供电,故选B。
【错解分析】
上述错解的根源在于滥用结论。事实上,确定的电源有最大的输出功率和确定的外电路上获得最大功率的条件是不同的。“外电阻等于内电阻(R=r)时,外电路上的电功率有最大值”只适用于电源确定而外电阻可选择的此形,而本题实属外电阻确定而电源可选的情况,两者意义不同,不可混为一谈。
【分析解答】
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