Question

5．用實驗室提供的常用器材（電源是一節(jié)干電池）測定置電阻的阻值時，小明與另外三位同學(xué)各自設(shè)計了下列甲、乙、丙、丁四個電路圖1．

（1）小明連接好電路后，閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑片P，測得數(shù)據(jù)如下：

電壓表示數(shù)U/V	0.6	0.8	1.0
電流表示數(shù)I/A	0.2	0.24	0.30

請你通過分折表格中的實驗數(shù)據(jù)，推斷小明在實驗中所用的電路圖是乙圖；利用表中的數(shù)據(jù)可以計算出三個電阻值，小明該如何確定被測電阻的阻值？由歐姆定律分別得出被測電阻的阻值，然后求出平均值為3.2Ω
（2）另外三位同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)S后移動滑片P時，分別出現(xiàn)了下列三種異�，F(xiàn)象：
（A）電流表示數(shù)有變化，電壓表示數(shù)幾乎為零
（B）電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)基本不變
（C）電流表燒壞
請你判斷：按丙圖連接的電路出現(xiàn)現(xiàn)象（A）；按丁圖連接的電路出現(xiàn)現(xiàn)象（B）；按甲圖連接的電路出現(xiàn)現(xiàn)象（C）．
（3）在實驗過程中，后來電壓表不能使用，小明將滑動變阻器調(diào)到最大值作為定值電阻R₀使用（R₀值已知），設(shè)計了如圖2所示的電路測量R_x阻值．測量時，只閉合開S₁電流表示數(shù)I₁，只閉合S₂電流表示數(shù)I₂，電阻R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$．（用I₁、I₂和R₀表示）

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知電壓增大時電流也隨之增大，分析各電路圖可得出能得出該現(xiàn)象的電路圖；
由歐姆定律分別得出被測電阻的阻值，然后求出平均值．
（2）分析三種現(xiàn)象，根據(jù)電流表及電壓表的使用方法，分析各電路圖中調(diào)節(jié)滑動變阻器時電流及電壓的變化，可知各現(xiàn)象所對應(yīng)的電路圖；
（3）根據(jù)歐姆定律及并聯(lián)電路的電壓關(guān)系進(jìn)行分析．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，電流值隨電壓值的增大而增大，并且電流值與電壓值成的比值不變，故應(yīng)測量定值電阻兩端的電壓及通過該電阻的電流；故電路圖應(yīng)為乙；
甲圖中電流表直接并聯(lián)在電源兩端，丙圖中，電壓表并聯(lián)在電流表兩端，丁圖中電壓表串聯(lián)在電路中，故三種接法均為錯誤的；
由I=$\frac{U}{R}$得R=$\frac{U}{I}$分別求出電阻的阻值為：3Ω，3.3Ω，3.3Ω，
則被測電阻的阻值R=$\frac{3Ω+3.3Ω+3.3Ω}{3}$=3.2Ω．
（2）甲圖中由于電流表直接并聯(lián)在電源兩端，故將會導(dǎo)致電流表中電流過大，從而燒壞電流表；
丙圖中，電壓表并聯(lián)在電流表兩端，因電流表中電阻較小，故電壓表幾乎沒有示數(shù)；
丁圖中，電壓表串聯(lián)在電路中，故電路中電阻無窮大，則電路中電流為0；
故A現(xiàn)象對應(yīng)丙圖，B現(xiàn)象對應(yīng)丁圖，C現(xiàn)象對應(yīng)甲圖；
（3）只閉合開S₁電流表示數(shù)I₁，只有R_x連入電路，由歐姆定律可知：U=I₁R_x；
只閉合S₂電流表示數(shù)I₂，只有R₀連入電路，由歐姆定律可知：U=I₂R₀；
由于多遠(yuǎn)都要在一起不變，則I₁R_x=I₂R₀；
所以，R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$．
故答案為：（1）乙；由歐姆定律分別得出被測電阻的阻值，然后求出平均值為3.2Ω；
（2）丙，丁，甲；
（3）R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$．

點評 本題考查伏安法測電阻探究實驗，關(guān)鍵是電路圖的分析及數(shù)據(jù)的處理，要求學(xué)生應(yīng)明確電表的接法及兩種電表的應(yīng)用．