Question

6．如圖甲是用伏安法測未知電阻R_x的實(shí)驗(yàn)圖．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲種實(shí)物電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)，將滑片P向左滑動到某位置時，電壓表示數(shù)為2.4V，電壓表示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為I=0.3A，則未知電阻R_x=8Ω．
（3）設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)記錄的表格．
（4）若實(shí)驗(yàn)中不用電流表，又給了一只定值電阻R₀，小明設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，同樣可以粗略測量未知電阻R_x，請?jiān)跈M線上將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整．
①閉合S、斷開S₁，用電壓表測出電阻R_x兩端的電壓為U₁；
②閉合S、S₁，用電壓表測出電源電壓U；
③請寫出用R₀和測量值U₁…燈符號表示R_x的表達(dá)式：R_x=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）將電流表、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，滑動變阻器要接一上一下；
（2）根據(jù)圖乙讀出電流表的示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；
（3）表格中應(yīng)包括電流、電壓、電阻及平均值，同時要注意測量三次；
（4）分別測出電源電壓、未知電阻兩端的電壓，求出電阻箱兩端的電壓，讀出電阻箱的電阻，由I=$\frac{U}{R}$求得電流，從而根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$求得未知電阻的阻值．

解答 解：（1）首先將電源連接好，將電流表、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，滑動變阻器已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：

（2）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.3A；
則電阻Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.3A}$=8Ω；
（3）表格如圖所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電流/A	電壓/V	電阻/Ω	電阻的平均值R=Ω
1
2
3

（4）閉合S、斷開S₁，用電壓表測出電阻R_x兩端的電壓為U₁；
閉合S₁，將R₀短路，測出電源電壓U，則電阻箱兩端的電壓為U-U₁，電路中的電流I=$\frac{U-{U}_{1}}{{R}_{0}}$，則R_x=$\frac{{U}_{1}}{\frac{U-{U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．
故答案為：（1）見上圖；（2）0.3；8；（3）表格如上；（4）②閉合S、S₁，用電壓表測出電源電壓U；③$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．

點(diǎn)評 本題是伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、電表的讀數(shù)、電阻的計(jì)算及表格的設(shè)計(jì)，這些都是基礎(chǔ)性知識，其中（4）利用了等效替代法，難度較大些．