Question

10．在測(cè)量某一定值電阻R_x阻值的試驗(yàn)中，張楠同學(xué)選定了伏安法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于張楠同學(xué)的疏忽，做完實(shí)驗(yàn)后他才發(fā)現(xiàn)，把測(cè)量的電流值都寫在草稿紙上而忘記填入記錄表格中．

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

（1）請(qǐng)你幫助張楠同學(xué)把記錄在草稿紙圖1上的電流值對(duì)應(yīng)填入表格中，并寫出你所依據(jù)的物理規(guī)律是電阻一定時(shí)，通過(guò)電阻的電流隨電壓的增大而增大．
（2）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算該定值電阻的阻值為5.1Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留一位數(shù)字）．
（3）在方框圖2中畫出伏安法所需要電路圖．
（4）滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中除能起保護(hù)電路作用外，另一個(gè)主要作用是改變電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流，多次測(cè)量求平均值．
（5）不改變上面連好的電路，用它還可以完成的實(shí)驗(yàn)是：測(cè)電阻R_x的功率．
（6）若電源電壓恒定且未知，用定值電阻R₀代替滑動(dòng)變阻器，同時(shí)撤去電流表，請(qǐng)利用余下器材（不要再添加其它任何器材）設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖畫在下面方框圖3中．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)在電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比，電壓增大，電流增大，據(jù)此把草稿紙上的電流值對(duì)應(yīng)填入表格中并得出規(guī)律．
（2）應(yīng)用歐姆定律求得5次實(shí)驗(yàn)的電阻，然后求電阻的平均值即為定值電阻的阻值．
（3）電壓表與未知電阻并聯(lián)，電流表與未知電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．
（4）滑動(dòng)變阻器在測(cè)量定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)中的作用是改變連入電路的電阻，改變定值電阻兩端的電壓和電流，能完成多次實(shí)驗(yàn)．
（5）測(cè)出電壓與電流，由P=UI可以求出電阻的功率．
（6）定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián)，用電壓表分別測(cè)出電阻兩端電壓，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出電阻阻值．

解答 解：（1）根據(jù)歐姆定律知，電阻一定時(shí)，流過(guò)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(shí)驗(yàn)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）由I=$\frac{U}{R}$可知，電阻：R=$\frac{U}{I}$結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可得：第一次到第五次實(shí)驗(yàn)的電阻分別為5Ω、5.6Ω、5Ω、4.8Ω、5Ω，
定值電阻的阻值R=$\frac{5Ω+5.6Ω+5Ω+4.8Ω+5Ω}{5}$≈5.1Ω．
（3）伏安法測(cè)電阻阻值，電壓表與未知電阻并聯(lián)，電流表與未知電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，電路圖如圖所示：

（4）為了使測(cè)量結(jié)果更接近真實(shí)值，要通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變定值電阻的電壓和電流，能完成多次測(cè)量，以達(dá)到多次測(cè)量取平均值的目的，減小誤差．
故答案為：（1）如上表所示；電阻一定時(shí)，通過(guò)電阻的電流隨電壓的增大而增大；
（5）測(cè)出電阻電壓U與通過(guò)電阻的電流I，由P=UI可以求出電阻R_x的功率．
（6）用已知阻值為R₀的定值電阻代替滑動(dòng)變阻器，撤去電流表，測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示
．
故答案為：（1）如上表所示；（2）5.1；（3）如上圖所示；（4）改變電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流，多次測(cè)量求平均值．（5）測(cè)電阻R_x的功率；（6）如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了歐姆定律的應(yīng)用和滑動(dòng)變阻器的使用等，關(guān)鍵是明白伏安法測(cè)未知電阻實(shí)驗(yàn)的原理和知道本實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的是求平均值減小誤差．