Question

14．在做“伏安法測(cè)量定值電阻”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，請(qǐng)你完成下列問(wèn)題．

（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最右端（選填“左”或“右”）．
（3）在某次測(cè)量中，當(dāng)電流為0.2A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，則這時(shí)的阻值R=9.5Ω．
（4）經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，測(cè)出R的阻值后，小明還想測(cè)量一段電爐絲的電阻R_x，但在連接電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表和變阻器都已損壞．于是小明就利用剛才已測(cè)得的定值電阻R，重新設(shè)計(jì)并連接了圖丙所示電路．電源電壓未知且恒定不變．請(qǐng)把下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
只閉合開(kāi)關(guān)S₁，讀出電壓表的示數(shù)為U₁；再閉合開(kāi)關(guān)S₂，讀出讀出電壓表的示數(shù)為U₂．可得到電阻表達(dá)式：R_x=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理：R=$\frac{U}{I}$．
（2）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片處于最大阻值處．
（3）明確電壓表選取的量程和最小分度值，讀出電壓值，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值的大小；
（4）沒(méi)有電流表，找出R_X的電流是關(guān)鍵．
根據(jù)串聯(lián)電路電流相等，得到R的電流即R_X的電流．
閉合S₁測(cè)R_X電壓，再閉合S₂測(cè)電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，得出R電壓，根據(jù)歐姆定律，計(jì)算R的電流．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)原理：R=$\frac{U}{I}$．
（2）滑動(dòng)變阻器接左半段，滑片處于右端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，電路電流最小，對(duì)電路起保護(hù)作用．
（3）電壓表的選取0～3V量程，最小分度值為0.1V，讀數(shù)為1.9V，
由I=$\frac{U}{R}$得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.9V}{0.2A}$=9.5Ω；
（4）R與R_X串聯(lián)，只閉合S₁，測(cè)R_X電壓U₁；
再閉合開(kāi)關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)為U₂，即電源電壓．
I_X=I，$\frac{{U}_{1}}{{R}_{X}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$，
所以，R_X=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）右；（3）9.5；（4）電壓表的示數(shù)為U₁；讀出電壓表的示數(shù)為U₂；$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

點(diǎn)評(píng) 沒(méi)有電壓表，利用已知電阻和電流表以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測(cè)電阻；
沒(méi)有電流表，利用電壓表和已知電阻以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測(cè)電阻．