Question

在測量某一定值電阻R_x阻值的實驗中，張楠同學(xué)選定了如圖所示的器材進(jìn)行實驗．實驗過程中，由于李驊同學(xué)的疏忽，做完實驗后他才發(fā)現(xiàn)，把測量的電流值都寫在草稿紙上而忘記填人記錄表格中．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A

（1）請你幫助李驊同學(xué)把記錄在草稿紙上的電流值對應(yīng)填人表格中，并寫出你所依據(jù)的物理規(guī)律是

 

．
（2）根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算該定值電阻的阻值為

 

Ω（保留一位小數(shù)）．
（3）根據(jù)實驗所需電路，用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖2中的實物連接．

（4）滑動變阻器在實驗中除能起保護(hù)電路的作用外，另一個主要作用是

 

．
（5）若電源電壓恒定且未知，用電阻箱R（電路符號）代替滑動變阻器，同時撤去電流表，請利用余下器材（不要再添加其它任何器材）設(shè)計一個測量R_X阻值的實驗電路圖，并在上右圖中的方框中畫出．

Answer 1

分析：根據(jù)在電阻一定時，電流跟電壓成正比，電壓增大，電流增大．
根據(jù)R=

U

I

求得5次實驗的電阻，然后求電阻的平均值即為定值電阻的阻值．
畫出電路圖：電源、開關(guān)、滑動變阻器、電流表、被測電阻串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)的被測電阻兩端．按照電路圖連接實物圖．
滑動變阻器在測量電阻的實驗中的作用是改變連入電路的電阻，改變兩端的電壓和電流，能完成多次實驗．
實驗中撤去電流表，讓電阻和電阻箱串聯(lián)，改變電阻箱的阻值獲得兩個過程，根據(jù)前后兩個 過程電源電壓不變列出等式，求出被測電阻．

解答：解：（1）根據(jù)歐姆定律知，電阻一定時，流過電阻的電流隨電壓的增大而增大．電壓逐漸增大，電流逐漸增大．填入下表．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.10	0.18	0.30	0.42	0.50

（2）根據(jù)R=

U

I

求得第一次到第五次實驗的電阻分別為5Ω、5.6Ω、5Ω、4.8Ω、5Ω，

.

R

=

5Ω+5.6Ω+5Ω+4.8Ω+5Ω

5

=5.1Ω．
（3）按照電路圖連接實物圖，從滑動變阻器的上面任意一個接線柱、連接電阻、電流表、電源負(fù)極，電壓表并聯(lián)的電阻兩端．

（4）為了使測量結(jié)果更接近真實值，要通過移動滑動變阻器的滑片，改變電阻的電壓和電流，能完成多次測量，以達(dá)到多次測量取平均值的目的，減小誤差．
（5）圖甲，被測電阻和電阻箱串聯(lián)，電阻箱連入電阻為R₁時，電壓表示數(shù)為U₁，電路中的電流為

U1

RX

，電源電壓為U=

U1

RX

（R_X+R₁）；
電阻箱連入電阻為R₂時，電壓表的示數(shù)為U₂，電路中的電流為

U2

RX

，電源電壓為U=

U2

RX

（R_X+R₂），根據(jù)電源電壓相等，

U1

RX

（R_X+R₁）=

U2

RX

（R_X+R₂），求出R_X．
圖乙，被測電阻和電阻箱串聯(lián)，電阻箱連入電阻為R₁時，電壓表示數(shù)為U₁，電路中的電流為

U1

R1

，電源電壓為U=

U1

R1

（R_X+R₁）；
電阻箱連入電阻為R₂時，電壓表的示數(shù)為U₂，電路中的電流為

U2

R2

，電源電壓為U=

U2

R2

（R_X+R₂），根據(jù)電源電壓相等，

U1

R1

（R_X+R₁）=

U2

R2

（R_X+R₂），求出R_X．

故答案為：（1）電阻一定時，流過電阻的電流隨電壓的增大而增大．
（2）5.1；
（3）如上圖所示；
（4）改變電阻兩端的電壓來改變通過的電流，以達(dá)到多次測量取平均值的目的，減小誤差．
（5）如甲圖或乙圖．

點評：電學(xué)中涉及兩個過程的電路很多，找前后兩個過程電源電壓相等是很常見、很典型、很簡單的方法，一定要掌握，在計算題中經(jīng)常用到，也省掉了解方程組的麻煩．