Question

19．利用圖甲所示電路進(jìn)行“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)保持?jǐn)嚅_（選填“斷開”或“閉合”）；
（2）所連接的實(shí)物電路如圖乙所示，其中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)诮渝e(cuò)的那根導(dǎo)線上打上“×”，然后另畫一根導(dǎo)線使電路連接正確．
（3）電路改接正確后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到某位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.4V，電流表的示數(shù)如圖丙所示，是0.24A，則此時(shí)待測(cè)電阻R_x是10Ω．
（4）利用如圖丁所示的電路，也能測(cè)出待測(cè)電阻R_x，其中R₁為已知定值電阻，S為一個(gè)單刀雙擲開關(guān)．
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①把開關(guān)S接a，記下電壓表的示數(shù)U₁；
②把開關(guān)S接b，記下電壓表的示數(shù)U₂，；
③利用上述測(cè)量值，得出待測(cè)電阻的表達(dá)式R_x=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}{-U}_{2}}$×R₁．．

Answer 1

分析 （1）在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)保持?jǐn)嚅_；
（2）分析電壓表連接錯(cuò)誤之處改正；
（3）根據(jù)圖中電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求電阻；
（4）在沒有電流表的情況下，電壓表和定值電阻起到測(cè)量電流的作用，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律測(cè)電阻．

解答 解：（1）為保護(hù)電路，在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)保持?jǐn)嚅_；
（2）由圖乙可知，電壓表并聯(lián)在待測(cè)電阻和滑動(dòng)變阻器兩端了，這是錯(cuò)誤的，應(yīng)并聯(lián)在待測(cè)電阻的兩端，改正如下圖所示：

（3）電路改接正確后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到某位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.4V，電流表的示數(shù)如圖丙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)是0.24A，由歐姆定律可得，此時(shí)待測(cè)電阻：R_x=$\frac{U}{I}=\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω．
（4）①把開關(guān)S接a，記下電壓表的示數(shù)U₁；
②把開關(guān)S接b，記下電壓表的示數(shù)U₂，
③開關(guān)S接a時(shí)，電壓表的示數(shù)U₁即為電源電壓；開關(guān)S接b時(shí)，電壓表的示數(shù)U₂，即為待測(cè)電阻的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻的電壓：U_定=U₁-U₂，
由歐姆定律可得，通過定值電阻的電流：I=$\frac{{U}_{1}{-U}_{2}}{{R}_{1}}$，
根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，也為通過待測(cè)電阻的電流，
由歐姆定律得出待測(cè)電阻的表達(dá)式：R_x=$\frac{{U}_{2}}{\frac{{U}_{1}{-U}_{2}}{{R}_{1}}}$=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}{-U}_{2}}$×R₁．
故答案為：（1）斷開；  （2）如上圖；（3）0.24； 10；
（4）②把開關(guān)S接b，記下電壓表的示數(shù)U₂；③$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}{-U}_{2}}$×R₁．

點(diǎn)評(píng) 本題用圖甲所示電路進(jìn)行“伏安法測(cè)電阻”，考查電路的連接、注意事項(xiàng)、電表讀數(shù)及計(jì)算和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力．