做测一金属电阻丝的电阻Rx的实验．（1）某实验小组要用“伏安法”测量电阻丝的电阻Rx，已知电压表内阻约3kΩ，电流表内阻约1Ω，若采用下图1电路测量，则Rx的测

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做测一金属电阻丝的电阻R_x的实验．
（1）某实验小组要用“伏安法”测量电阻丝的电阻R_x，已知电压表内阻约3kΩ，电流表内阻约1Ω，若采用下图1电路测量，则R_x的测量值比真实值______（填“偏大”或“偏小”）．若R_x约为10Ω应采用______（选“图1”或“图2”）的电路，误差会比较小．



（2）若该实验小组实验时，用螺旋测微器测量金属丝直径的某次测量如图3所示，则该金属丝的直径D为______ mm；某次测量时电压表和电流表的示数如下图4所示，则电流表示数为______ A，电压表读数为______ V．
（3）该实验小组经过讨论，发现无论是用图1或图2测量，都不可避免产生由电表内阻引起的系统测量误差，于是该实验小组又设计了如图5所示的实验方案，利用该方案测量的主要实验步骤如下：
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为U₁、I₁．
①请你根据实验原理为该实验小组写出接下的第二步操作，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=______；
③简要分析此实验方案为何能避免电表内阻引起的实验误差：______．

答案

（1）根据欧姆定律R=

U

I

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；若用电流表的内接法，则R测=

U

I

=(Rx+RA)＞Rx，所以测量值偏大．              
    （2）螺旋测微器的读数是先读主尺刻度，再读可动刻度．1mm+20.0×0.01mm=1.200mm
电流表的刻度每一小格是0.1A，所以读数为：I=0.73A；电压表的刻度每一小格是0.5V，读数为11.7V．
（3）①将电键S₂接1，只调节滑动变阻器R_W，保持R_P不变，记录这时电压表和电流表的示数U₂、I₂   
②第一步时应有：

U1

I1

=Rx+RA+RP
第二步时应有：

U2

I2

=RA+RP
联立以上两式解得Rx=

U1

I1

-

U2

I2

③把电流表看做一电阻，由于

U1

I1

=Rx+(RA+RP)，

U2

I2

=RA+RP，两式相减，消去（R_A+R_P）得出R_x，避免了电流表引起的测量误差