Question

（1）要用伏安法测量R_X的电阻，已知电压表内阻约几kΩ，电流表内阻约1Ω，若采用甲图的电路，R_x的测量值比真实值______（选择“偏大”或“偏小”），若R_x约为10Ω应采用______（选“甲图”或“乙图”）的电路，误差会比较小．

（2）无论是用甲图或乙图测量，都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差，有两个研究性学习小组分别设计了以下的实验方案：
Ⅰ．第一组利用如图丙的电路进行测量，主要实验步骤如下：
第一步：将电键S₂接2，闭合电键S₁，调节滑动变阻器R_P和R_W，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数U₁、I₁．
①请你写出接着的第二步，并说明需要记录的数据：______．
②由以上记录的数据计算出被测电阻R_x的表达式为R_x=______

1

I

1

-

U   2

I   2

Answer

本题（1）的关键是对欧姆定律和串并联电路的理解，掌握伏安法测电阻时电流表内外接法的选择方法；（2）Ⅰ的关键是当电表的内阻影响不能忽略时，必须将电表的内阻考虑（当成一个电阻看待即可），然后根据欧姆定律列方程求解即可；Ⅱ的关键是明确电流表示数为零的含义是电流表两端等势相等即电压为零，然后根据欧姆定律列出方程求解即可，本时实验即为“电桥法”测电阻实验．
【解析】
（1）根据欧姆定律R=可知，若采用甲图的电路，由于电压表的分流作用，使得电阻的测量值偏小；若Rx约为10Ω，由于满足说明电压表内阻较大，所以应用电流表的外接法，即应选甲图．                 
    （2）Ⅰ．①将电键S2接1，只调节滑动变阻器RW，使电表的读数接近满量程但不超出量程
记录这时电压表和电流表的示数U2、I2   
②第一步时应有：=（）
第二步时应有：=
联立以上两式解得=
③把电流表看做一电阻，由于=Rx+（RA+RP），=（RA+RP ），两式相减，消去（RA+RP）得出Rx，避免了电流表引起的测量误差                       
Ⅱ．①电路图如图

②电阻箱的阻值为=3×10+6×1=36Ω，
由于电流表示数为零，说明电流表两端电势相等，由欧姆定律可得=，且=整理可得=
代入数据解得=200Ω  
故答案为：（1）偏小，甲图
         （2）Ⅰ．①将电键S2接1，只调节滑动变阻器RW，使电表的读数接近满量程但不超出量程，记录这时电压表和电流表的示数U2、I2 
                 ②
                 ③把电流表看做一电阻，由于=Rx+（RA+RP），=（RA+RP ），两式相减，消去（RA+RP）得出Rx，避免了电流表引起的测量误差 
Ⅱ．①如图
                 ②36，200