Question

如圖所示伏安法測(cè)量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)．
（l）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線完成實(shí)物連接，根據(jù)實(shí)物在框內(nèi)畫出電路圖．

（2）在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P滑到

 

端（根據(jù)上面實(shí)物圖作答）
（3）在某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，電流表和電壓表示數(shù)如圖所示，其電流表示數(shù)為

 

A，電壓表示數(shù)為

 

V，則該電阻的阻值為

 

Ω．

（4）小剛連接完最后一根導(dǎo)線后就發(fā)現(xiàn)兩個(gè)表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且指針總在晃動(dòng)，造成上述現(xiàn)象的原因分別是

 

、

 

．

（5）用電流表和電壓表測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)電路，如圖所示．為了減小誤差，需要進(jìn)行三次測(cè)量求平均值．請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)記錄數(shù)據(jù)的表格．

（6）小彤同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)不小心將電壓表損壞了、現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室有：電流表、滑動(dòng)變阻器（阻值0～R₀）、導(dǎo)線若干、未知電阻Rx．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成測(cè)量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)．經(jīng)討論后同學(xué)們達(dá)成共識(shí)，設(shè)計(jì)的電路如下圖，以下是他們的實(shí)驗(yàn)操作步驟：

①按電路圖連接好實(shí)物電路．
②

 

．
③

 

．
未知電阻Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式：Rx=

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)歐姆定律，電壓表測(cè)待測(cè)電阻兩端的電壓，并聯(lián)在電阻兩端；
電流表測(cè)通過待測(cè)電阻的電流，串聯(lián)在電路中；
滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在干路中，采用“一上一下”的連接方法；
由實(shí)物連接圖畫出電路圖，先串后并．
（2）為了保護(hù)電路中的元件，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大值；
（3）根據(jù)電壓表、電流表的量程與分度值讀出電壓與電流；
（4）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該是斷開的，否則會(huì)出現(xiàn)損壞儀器的現(xiàn)象；
（5）表格中需要記錄實(shí)驗(yàn)次數(shù)、電壓、電流、電阻、電阻的平均值，本實(shí)驗(yàn)需要做三次，根據(jù)上述條件可知，表格需要四行五列；
（6）通過電路圖可知，滑動(dòng)變阻器在電路中相當(dāng)于一個(gè)定值電阻，一次阻值為0，一次阻值為R₀，通過兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列出歐姆定律的方程，求出電阻R_x．

解答：解：（l）根據(jù)題意電路如圖：

（2）根據(jù)上面實(shí)物圖，在閉合開關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器滑片P滑到左端時(shí)阻值最大；
（3）電流表的量程是：0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數(shù)為：0.5A；
電壓表的量程是：0～3V，分度值為0.1V，電壓表示數(shù)為2.5V；
計(jì)算得：R=

U

I

=

2.5V

0.5A

=5Ω；
（4）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該是斷開的，連接完最后一根導(dǎo)線后發(fā)現(xiàn)兩個(gè)表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且指針總在晃動(dòng)，造成上述現(xiàn)象的原因可能是：①連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開；②導(dǎo)線接觸不良；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)次數(shù)以及需要測(cè)量的物理量列出數(shù)據(jù)表格如下：

次數(shù)	電壓/V	電流/A	電阻/Ω	電阻平均值/Ω
1
2
3

（6）本實(shí)驗(yàn)中沒有了電壓表，可以利用電流表和定值電阻測(cè)出兩組電流，通過計(jì)算得到電阻的阻值；
即實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按電路圖連接好實(shí)物電路；

②將滑片移到最左端，記下電流表的示數(shù)I₁；
③將滑片移到最左端，記下電流表的示數(shù)I₂；
未知電阻Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式：Rx=

I1R0-I2R0

I2

．
故答案為：
（1）電路圖如下；

（2）左；
（3）0.5；2.5；5；
（4）連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開；導(dǎo)線接觸不良；
（5）

次數(shù)	電壓/V	電流/A	電阻/Ω	電阻平均值/Ω
1
2
3

（6）將滑片移到最左端，記下電流表的示數(shù)I₁；將滑片移到最左端，記下電流表的示數(shù)I₂；

I1R0-I2R0

I2

．

點(diǎn)評(píng)：考查了伏安測(cè)電阻的探究實(shí)驗(yàn)，涉及到的知識(shí)點(diǎn)細(xì)，有電路的連接、畫電路圖、故障分析、儀表讀數(shù)、數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)等等；最難的是利用電流表與滑動(dòng)變阻器測(cè)電阻這一問，需要明確滑動(dòng)變阻器在電路中所起的作用相當(dāng)于一個(gè)定值電阻．