Question

（2012?茂名）小明利用干電池、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器（10Ω 1A）、電鍵、導(dǎo)線測未知電阻Rx（約5Ω）的阻值．
（l）小明連接好電路如圖（甲）所示，小芳檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接有兩處錯(cuò)誤．請?jiān)谶B接錯(cuò)誤導(dǎo)線上打“×”并將正確連接畫出來．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	l	2	3	4
U/V		2.00	1.50	1.00
I/A		0.40	0.31	0.22

（2）改正錯(cuò)誤后，移動(dòng)滑片到某一位置，電壓表和電流表示數(shù)如圖（乙）所示，請將電表示數(shù)填在上表中空白處．改變滑片的位置，得到多組電壓和電流數(shù)值如表所示．

（3）若電壓表已損壞，另外找來一個(gè)開關(guān)和足夠的導(dǎo)線，利用這些器材測出未知電阻Rx的阻值．
①把你設(shè)計(jì)的電路圖畫在虛線框內(nèi)．
②簡述實(shí)驗(yàn)步驟，并用相應(yīng)的符號表示測出的物理量．
③用測出的物理量和已知量表示未知電阻的阻值Rx=

I1R滑

I2

．
④請你對你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)作出評價(jià)．

Answer 1

分析：（1）電壓表應(yīng)并聯(lián)在待測電阻兩端，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接一上一下兩個(gè)接線柱，不能同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，
據(jù)此分析電路接線錯(cuò)誤之處，并改正；
（2）由圖乙確定電表量程與最小分度值，然后根據(jù)指針位置讀出電表示數(shù)；
（3）電壓表已壞，只能用電流表測電阻，可把滑動(dòng)變阻器作為定值電阻使用，要測量未知電阻Rx的阻值，
可以采用兩個(gè)滑動(dòng)變阻器與待測電阻并聯(lián)的方式，測出通過滑動(dòng)變阻器0和未知電阻Rx的電流；
根據(jù)并聯(lián)電路電壓是相等的特點(diǎn)，我們可以求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，也就知道了Rx兩端電壓，
然后由歐姆定律可以求出電阻Rx的阻值；按這種設(shè)計(jì)測電阻，只能測一組數(shù)據(jù)，不能進(jìn)行多次測量求平均值．

解答：解：（1）由電路圖知，滑動(dòng)變阻器與電壓表連接錯(cuò)誤，電壓表應(yīng)并聯(lián)在待測電阻兩端，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，接一上一下兩個(gè)接線柱，電路圖如右圖所示，
故答案為：電路圖如右圖所示．
（2）由圖知：電壓表量程是3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是
2.50V；電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.50A；
故答案為：如下表所示．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	l	2	3	4
U/V	2.50	2.00	1.50	1.00
I/A	0.50	0.40	0.31	0.22

（2）①實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)：把滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值處，作為定值電阻使用，定值電阻R_滑=10Ω；把待測電阻與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，分別用兩只開關(guān)控制，電流表串聯(lián)在干路上，電路圖如圖乙所示．
②主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．閉合開關(guān)S₂，斷開開關(guān)S₁，讀出電流表的讀數(shù)I₁；
b．閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，讀出電流表的讀數(shù)I₂．
③待測電阻兩端的電壓為Ux=U₀=I₁R_滑，
根據(jù)歐姆定律可知待測電阻的阻值為Rx=

UX

I2

=

I1R滑

I2

．
④這種方案只能進(jìn)行一次測量，不能進(jìn)行多次測量求平均值，實(shí)驗(yàn)誤差較大，不利于精確測量．
故答案為：①實(shí)驗(yàn)電路圖如圖乙所示；②實(shí)驗(yàn)步驟如上所示；③Rx=

I1R滑

I2

；④不能進(jìn)行多次測量．

點(diǎn)評：伏安法測電阻是最一般的測量方法，在沒有電壓表或沒有電流表時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值知道時(shí)，也能測量被測電阻．只有電流表，利用滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最大和最小時(shí)，根據(jù)電源電壓相等，求得被測電阻．只有電壓表，利用滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最小時(shí)，獲得電源電壓．當(dāng)滑到最大時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電流相等列出等式求得被測電阻．