Question

4．圖（a）是測量電阻R_x的原理圖，電流表量程選0.6A，標有長度刻度的均勻電阻絲ab的總電阻為5Ω，總長為50.0cm． 
 
（1）根據(jù)原理圖連接圖（b）的實物圖．
（2）如圖（a）合上S₁前，應(yīng)將滑片P置于d（填“d”或“e”）端． 
（3）斷開S₂，合上S₁；調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電流表A1的示數(shù)為0.50A時，單位長度電阻絲的電壓u=5V/m； 
（4）保持S₁閉合，合上S₂；滑動c點改變ac的長度L，同時調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電流表A₁的示數(shù)為0.50A，
①若電流表內(nèi)阻不計，c點在ab的中點時，電流表A₂的示數(shù)為0.50A，則R_x=2.5Ω；
②若電流表的內(nèi)阻不能忽略，測量多組L和I值，描出L與I的圖線如圖所示，從實驗原理角度說明圖線不過原點的原因是A₁不是理想電表，有內(nèi)阻； 
若L-I圖線斜率為k，電流表A₁和A₂的內(nèi)阻均為R_A，則電阻R_x=ku-R_A（用“u、R_A、k”表示）．

Answer 1

分析 （1）直接根據(jù)電路圖連接即可，注意線不能交叉；
（2）滑動變阻器采用的分壓接法，在閉合開關(guān)前，應(yīng)使電阻絲兩端電壓為0，應(yīng)置于d端；
（3）通過部分電路歐姆定律計算出電阻絲的電壓，再計算單位長度電阻絲的電壓；
（4）根據(jù)并聯(lián)電路兩支路電壓相等，列出等式，計算出R_x；

解答 解：（1）連接的實物圖如圖所示；
（2）滑動變阻器采用的是分壓接法，在閉合開關(guān)前，應(yīng)使電阻絲兩端電壓為0，故合上S₁前，應(yīng)將滑片P置于d端；
（3）由歐姆定律可得電阻絲的電壓U=I₁R_ab=0.5×5V=2.5V
故單位長度電阻絲的電壓u=$\frac{U}{0.5m}=5V/m$；
（4）若電流表內(nèi)阻不計，c點在ab的中點時，電流表A₂的示數(shù)為0.50A
故R_ac=2.5Ω
因此U_ac=I₁R_ac=1.25V
R_x與R_ac并聯(lián)，故R_x=$\frac{{U}_{ac}}{{I}_{2}}=2.5Ω$；
若電流表的內(nèi)阻不能忽略，測量多組L和I值，描出L與I的圖線如圖所示，圖線不過原點的原因是電流表A₁不是理想電表，有內(nèi)阻
故L為0時，A₂和R_x兩端電壓等于A₁兩端電壓，不為0，因此I不為0；
根據(jù)并聯(lián)電路兩支路電壓相等有I（R_A+R_x）=Lu
解得：Rx=ku-RA；
故答案為：（1）如圖所示；
（2）d；
（3）5；
（4）2.5Ω；   A1不是理想電表，有內(nèi)阻；     ku-RA．

點評 解決本題的關(guān)鍵是掌握實驗原理，結(jié)合歐姆定律進行求解．根據(jù)實驗給出的條件，對電表是理想電表，還是內(nèi)阻不能忽略分別進行討論，內(nèi)阻不能忽略的電流表，就相當于一個可以讀出流過電流大小的電阻