Question

6．在測(cè)量導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)中，小明連接的電路如圖甲所示，所測(cè)的電阻約為10Ω．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到左端（選填“左”或“右”），小明發(fā)現(xiàn)電流表的指針指在反向偏轉(zhuǎn)的位置上，原因是電流表使用前沒有調(diào)零．
（3）糾正錯(cuò)誤后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)時(shí)2.2V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電路中的電流是0.24A，所測(cè)電阻的阻值是9.17Ω．
（4）測(cè)出一組數(shù)據(jù)后，小明發(fā)現(xiàn)電流表指針一直抖動(dòng)，無法穩(wěn)定，思考之后，他拆下電流表，利用剩下的器材也完成了實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出小明的電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流，確定電流表量程，變阻器按一下一上接入電路中；
（2）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處；電流表使用前應(yīng)調(diào)零；
（3）由圖乙電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求所測(cè)電阻的大��；
（4）因電流表有故障，故只能用電壓表，因滑動(dòng)變阻器的最大電阻已知，故可做為定值電阻使用，電壓表和變阻器的最大電阻應(yīng)起到測(cè)量電流的作用：通過電壓表的拆接或滑片的移動(dòng)或開關(guān)的轉(zhuǎn)換使電壓表分別測(cè)出不同的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可求待測(cè)電阻大小；
①將待測(cè)電阻與變阻器、開關(guān)串聯(lián)，用電壓表分別測(cè)出待測(cè)電阻的電壓和電源電壓（或變阻器的電壓），根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可求待測(cè)電阻大�。�
將待測(cè)電阻與變阻器串聯(lián)、開關(guān)串聯(lián)，變阻器可做為定值電阻使用（或作為一個(gè)阻值為0的電阻），將電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)，記下變阻器最大電阻與待測(cè)電阻串聯(lián)時(shí)待測(cè)電阻的電壓，再將變阻器連入電路中的電阻為0，此時(shí)電壓表示數(shù)即為電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可求待測(cè)電阻大��；
②將待測(cè)電阻與變阻器的最電阻串聯(lián)，開關(guān)與變阻器（待測(cè)電阻）并聯(lián)，電壓表與待測(cè)電阻（變阻器）并聯(lián)，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，分別測(cè)出變阻器的電壓與電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可求待測(cè)電阻大�。�

解答 解：（1）電源電壓為3V，因所測(cè)的電阻約為10Ω，由歐姆定律，電路中的最大電流：
I=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故電流表選用小量程串聯(lián)在電路中，變阻器按一下一上接入電路中，如下圖1所示：

（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處，即左端，小明發(fā)現(xiàn)電流表的指針指在反向偏轉(zhuǎn)的位置上，原因是電流表使用前沒有調(diào)零：．
（3）糾正錯(cuò)誤后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)時(shí)2.2V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，此時(shí)電路中的電流是0.24A，所測(cè)電阻的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.24A}$≈9.17Ω；
（4）電路圖如（a）所示；可將變阻器最大電阻（R_滑=20Ω）連入電路中與待測(cè)電阻串聯(lián)，將電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)，閉合開關(guān)，測(cè)出待測(cè)電阻的電壓U_X，然后再用電壓測(cè)出電源電壓U（或測(cè)出變阻器電壓U_滑），根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可求變阻器的電壓，根據(jù)歐姆定律可求通過變阻器的電流，即串聯(lián)電路的電流，由歐姆定律可求待測(cè)電阻；
或電路圖如（b）所示；將待測(cè)電阻與變阻器串聯(lián)，電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)，將變阻器最大電阻連入電路中，閉合開關(guān)，記下電壓表示數(shù)U_b，再將滑片移動(dòng)最左端，變阻器連入電路中的電阻為0，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U，即為電源電壓，由串聯(lián)電壓電壓的規(guī)律可求出兩電阻串聯(lián)時(shí)變阻器的電壓，由歐姆定律求出通過變阻器的電流上，即串聯(lián)電路的電流，再根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，由歐姆定律可求待測(cè)電阻的大�。�
或電路圖哪（c）所示：如圖c連接電路，斷開開關(guān)，將變阻器最大電阻連入電路中，記下電壓表示數(shù)U_c，閉合開關(guān)，變阻器短路，記下此時(shí)電壓表示數(shù)，即電源電壓，待測(cè)電阻的求法同（b）；
或電路圖如（d）所示：在（c）連接的基礎(chǔ)上，斷開開關(guān)，將變阻器的最大電阻連入電路，將開關(guān)與電壓表的位置對(duì)調(diào)，如圖（d）所示，記下電壓表示數(shù)U_d，閉合開關(guān)，待測(cè)電阻短路，電壓表示數(shù)為電源電壓，待測(cè)電阻求法同（c）．

故答案為：（1）如上圖1所示；（2）左；電流表使用前沒有調(diào)零；（3）0.24；9.17；（4）如上圖2所示．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量導(dǎo)體電阻，考查電路連接、注意事項(xiàng)、電流表讀數(shù)、電阻的計(jì)算及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)電阻的能力．