Question

（1）要用伏安法測量R_X的電阻，已知電壓表內(nèi)阻約幾kΩ，電流表內(nèi)阻約1Ω，若采用甲圖的電路，R_x的測量值比真實值______（選擇“偏大”或“偏小”），若R_x約為10Ω應(yīng)采用______（選“甲圖”或“乙圖”）的電路，誤差會比較小．

（2）無論是用甲圖或乙圖測量，都不可避免產(chǎn)生由電表內(nèi)阻引起的測量誤差，有兩個研究性學(xué)習(xí)小組分別設(shè)計了以下的實驗方案：
Ⅰ．第一組利用如圖丙的電路進(jìn)行測量，主要實驗步驟如下：
第一步：將電鍵S₂接2，閉合電鍵S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器R_P和R_W，使電表讀數(shù)接近滿量程，但不超過量程，記錄此時電壓表和電流表的示數(shù)U₁、I₁．
①請你寫出接著的第二步，并說明需要記錄的數(shù)據(jù)：______．
②由以上記錄的數(shù)據(jù)計算出被測電阻R_x的表達(dá)式為R_x=______1

I

1

-

U  2

I  2

Answer 1

【答案】分析：本題（1）的關(guān)鍵是對歐姆定律和串并聯(lián)電路的理解，掌握伏安法測電阻時電流表內(nèi)外接法的選擇方法；（2）Ⅰ的關(guān)鍵是當(dāng)電表的內(nèi)阻影響不能忽略時，必須將電表的內(nèi)阻考慮（當(dāng)成一個電阻看待即可），然后根據(jù)歐姆定律列方程求解即可；Ⅱ的關(guān)鍵是明確電流表示數(shù)為零的含義是電流表兩端等勢相等即電壓為零，然后根據(jù)歐姆定律列出方程求解即可，本時實驗即為“電橋法”測電阻實驗．
解答：解：（1）根據(jù)歐姆定律R=可知，若采用甲圖的電路，由于電壓表的分流作用，使得電阻的測量值偏��；若R_x約為10Ω，由于滿足說明電壓表內(nèi)阻較大，所以應(yīng)用電流表的外接法，即應(yīng)選甲圖．                 
    （2）Ⅰ．①將電鍵S₂接1，只調(diào)節(jié)滑動變阻器R_W，使電表的讀數(shù)接近滿量程但不超出量程
記錄這時電壓表和電流表的示數(shù)U₂、I₂   
②第一步時應(yīng)有：=（）
第二步時應(yīng)有：=
聯(lián)立以上兩式解得=
③把電流表看做一電阻，由于=R_x+（R_A+R_P），=（R_A+R_P ），兩式相減，消去（R_A+R_P）得出R_x，避免了電流表引起的測量誤差                       
Ⅱ．①電路圖如圖

②電阻箱的阻值為=3×10+6×1=36Ω，
由于電流表示數(shù)為零，說明電流表兩端電勢相等，由歐姆定律可得=，且=整理可得=
代入數(shù)據(jù)解得=200Ω  
故答案為：（1）偏小，甲圖
         （2）Ⅰ．①將電鍵S₂接1，只調(diào)節(jié)滑動變阻器R_W，使電表的讀數(shù)接近滿量程但不超出量程，記錄這時電壓表和電流表的示數(shù)U₂、I₂ 
                 ②
                 ③把電流表看做一電阻，由于=R_x+（R_A+R_P），=（R_A+R_P ），兩式相減，消去（R_A+R_P）得出R_x，避免了電流表引起的測量誤差 
Ⅱ．①如圖
                 ②36，200
點評：熟記：①電流表內(nèi)外接法的選擇方法：當(dāng)滿足時電流表應(yīng)用外接法，當(dāng)滿足時電流表應(yīng)用內(nèi)接法；②用“電橋法”測電阻實驗，當(dāng)“電橋”平衡時應(yīng)滿足電阻“對角線”乘積相等．