Question

4．某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻R_x的阻值．
现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0-50Ω，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：A、电流表（0-3A，内阻约0.025Ω）B、电流表（0-0.6A，内阻约0.125Ω） C、电流表（0-100mA，内阻约1.0Ω）   D、电压表（0-3V，内阻约3KΩ）E、电压表（0-15V，内阻约15KΩ）

（1）为了减小测量误差，在实验中，电流表应选用B，电压表应选用D（选填器材前的字母），实验电路应采用图1中的甲（填甲或乙）
（2）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I，电压表示数U，某次电表示数如图2所示，则电流表读数为0.50A，电压表读数2.60V，可得该电阻的测量值为5.2Ω（计算结果保留两位有效数字）
（3）若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是D；（选填选项前的字母）
A、电流表测量值小于流经R_x的电流值   B、电流表测量值大于流经R_x的电流值
C、电压表测量值小于R_x两端的电压值    D、电压表测量值大于R_x两端的电压值
（4）若在（1）问中选用乙电路，由于电表内阻引起的误差是系统误差（填系统或偶然）
（5）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻R_x两端的电压U也随之增加，下列图3中反映U-x关系的示意图中正确的是A      

Answer 1

分析 （1）合理选择实验器材，先选必要器材，再根据要求满足安全性，准确性，方便操作的原则选择待选器材．电流表的接法要求大电阻内接法，小电阻外接法．滑动变阻器是小电阻控制大电阻，用分压式接法．
（2）由电压表与电流表读数，依据R=$\frac{U}{I}$，即可求解；
（3）电流表与电压表是能读出电流或电压的电阻，并根据串并联特征，即可求解；
（4）明确偶然误差和系统误差的性质明确误差情况；
（5）根据闭合电路欧姆定律，结合电阻定律，即可求解

解答 解：（1）因电源的电压为4V，因此电压表选择3V量程；由于阻值约为5Ω的电阻R_x的，根据欧姆定律可知，电流的最大值为0.8A，从精确角度来说，所以电流表选择0.6A的量程；
根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的阻值，可知$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$＜$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}$，因此选择电流表外接法，故选择甲图．
（2）电压表的读数为U=2.60V；电流表的读数为I=0.50A；
根据欧姆定律R=$\frac{U}{I}$，则有R=5.2Ω；
（3）由乙图可知，待测电阻与电流表串联后，与电压表并联，因此电压表测量值大于R_x两端的电压值．而电流表与电阻串联，故电流表是准确的；
故选D；
（4）本题中的误差来自由电路的选择，属于系统误差；
（5）根据闭合电路欧姆定律与电阻定律，U=IR_X=$\frac{E}{\frac{L-x}{L}R+{R}_{x}}$R_X，当滑片P移动距离x的增加，被测电阻R_x两端的电压增大，但不成正比，且增加越来越快，则U-x图象如图A所示，故选：A．
故答案为：（1）B、C、甲 （2）（3）0.50A；2.60V；5.2Ω （3）D （4）系统；（5）A．

点评 本题考查如何选择仪器，掌握选择的方法与原则；理解欧姆定律与电阻定律的应用，掌握误差的分析及其产生原因．