Question

（1）小芳在做探究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)時，猜想金屬棒在磁場中運動產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可能與磁場的方向有關(guān)，也可能與金屬棒的運動方向有關(guān)．
她設(shè)計了如下實驗，裝置如圖1所示．
①金屬棒向右運動，看到電流表指針向左偏．
②把磁鐵南、北極上下對調(diào)，金屬棒變?yōu)橄蜃筮\動，看到電流表指針仍向左偏．根據(jù)以上現(xiàn)象，小芳得出感應(yīng)電流的方向與磁場的方向、棒的運動方向無關(guān)的結(jié)論．
你認為小芳的結(jié)論正確嗎？若認為正確請說明理由．若有錯，分析小芳得出錯誤結(jié)論的原因．______．
（2）利用如圖2所示的電路圖可以測量未知電阻R_x的阻值，R₀是已知阻值的電阻，電源電壓未知．請回答下列問題：
A．請根據(jù)電路圖把如圖3所示的實物電路元件連接好．
B．把下面的實驗步驟補充完整．
①斷開開關(guān)S，______；
②______；
③則電阻R_x的表達式為R_x=______． （用實驗中測量的量及R₀表示）

Answer 1

解：（1）由小芳的實驗步驟可知，在第二步時把磁鐵的南北極上下對調(diào)，
同時又讓金屬棒的運動方向相反，這時兩個因素都同時在變．所以得出錯誤的結(jié)論．
（2）A、采用“電流流向法”，電流從電源正極出發(fā)，依次將R₀、R_x串聯(lián)起來，
再將電壓表并聯(lián)如圖所示的位置上，電路圖如圖所示；
B、①斷開開關(guān)S，用電壓表測出R_x兩端電壓U_x；
②閉合開關(guān)S，測量電源電壓，記為U；
③R₀兩端的電壓為U₀=U-U_x，
電路中的電流I==，
所以R_x=R₀．
故答案為：（1）小芳的結(jié)論是錯誤的，在第二步時把磁鐵的南北極上下對調(diào)，同時又讓金屬棒的運動方向相反，這時兩個因素都同時在變．所以得出錯誤的結(jié)論．（2）A、電路圖如圖所示；B、①用電壓表測出R_x兩端電壓U_x；②閉合開關(guān)S，測量電源電壓，記為U；③．
分析：（1）應(yīng)用控制變量法分析答題，探究感應(yīng)電流方向與磁場方向、棒的運動方向間的關(guān)系時，應(yīng)控制其中一個量不變．
（2）①根據(jù)電路圖連接實物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，再將電壓表并在電路中．②由電路圖可知，當開關(guān)閉合時電路為R_x的簡單電路，電壓表測電源的電壓；當開關(guān)斷開時，R₀、R_x串聯(lián)，電壓表測R_x兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點和定值電阻的阻值求出R_x的阻值，據(jù)此設(shè)計實驗步驟得出結(jié)果．
點評：（1）熟練應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．
（2）本題考查了根據(jù)電路圖連接實物圖和測未知電阻的實驗，關(guān)鍵是知道有電壓表、無電流表時可根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電壓特點進行設(shè)計實驗．