Question

在用电压表、电流表测电阻的试验中，假定电压表和电流表是准确的，但由于实验电路的不完善，也会给实验结果带来误差．例如，用图1所示电路测一阻值为1.80千欧的标准电阻R值时，实际测得的阻值为1.00千欧；而用图2所示电路测量时，实际测得的阻值为2.00千欧．

通过分析上述两个不完善的实验电路可以找到产生误差的原因．而针对误差产生的原因，设计实验电路并通过合理的实验步骤，可以大大减小实验误差．例如，用图3所示电路（图中G为灵敏电流表，当通过它的小电流有很小的变化时，它就能指示出来），按一定的实验步骤测电阻R值时，可使测量结果非常接近1.80千欧．
根据上述内容，完成下列要求：
（1）分别说明图1和图2所示实验电路给实验结果带来误差的原因．
（2）说明图2中虚线框内电路的作用．
（3）比较图3和图1所示实验电路，说明减小误差的基本方法．
（4）写出按图3测定R阻值的实验步骤．

Answer 1

解：（1）图1属于电流表的外接，电压表测得的R两端的电压比实际电压偏小，电流表测得的电流比实际电流偏大，所以测得的电阻阻值比实际的阻值偏小．
图2属于电流表的内接，此时电压表测得电压比实际电压偏大，电流表测得的电流比实际电流偏小，所以测得的阻值比实际阻值偏大．
（2）虚线框内电路的作用：用来改变R两端的电压和保护电路．
（3）图3中的灵敏电流计的作用主要是用来测量流过点压表的电流，用电流表的示数减去灵敏电流计的示数就可以认为是流过电阻R的实际电流，从而减小误差．
（4）实验步骤：
a、先闭合K₁，K，断开K₂，此时灵敏电流计测的是通过电压表的电流，电流表此时是测得流过电压表和电阻R的总电流，用电流表的示数减去灵敏电流计的示数就是流过R的实际电流，记作I；
b、再断开K₁，闭合K，K₂，此时电压表测得的电压值就是R两端的实际电压值，记作U；
c、由R=即可的出R的实际电阻值．
d、调节滑动变阻器来改变R两端的电压，多做几组数据，分别计算得出R的阻值，最后取平均值即为R的实际阻值！
分析：（1）由于电流表不可能绝对零电阻，电压表也不可能无限电阻，所以当电流表被接入电路钟后其两端也会分的一定的电压，电压表也会流过一定的电流，据此分析解答．
（2）根据滑动变阻器的作用进行分析解答．
（3）结合图3可知，电流表的示数减去灵敏电流计的示数就可以认为是流过电阻R的实际电流．
（4）结合电路图，根据伏安法测电阻的实验写出实验步骤．
点评：本题考查了伏安法测电阻实验的误差分析和减小误差的方法，以及实验步骤的设计；关键是对电路的分析和对实验的掌握，是一道较难的习题．