Question

8．在做“伏安法測量定值電阻”的實驗中，小明同學設(shè)計了如圖甲所示的電路，請你完成下列問題．

（1）該實驗的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）連接電路時，應(yīng)將開關(guān)斷開；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最右端（填“左”或“右”）．
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，把測量的幾組數(shù)據(jù)描成如圖乙所示的圖象，則該電阻的阻值R=3Ω．
（4）完成上述實驗后，小明還想測量一段電爐絲的電阻R_x，可是在連接電路時，發(fā)現(xiàn)電流表和滑動變阻器都已損壞，于是小明就利用剛才已測得的定值電阻R，重新設(shè)計并連接了如圖丙所示的電路．電源電壓未知且恒定不變．請把下列實驗步驟補充完整：
①只閉合開關(guān)S₁，記下電壓表的示數(shù)U₁；②再閉合開關(guān)S₂，記下電壓表的示數(shù)U₂．電阻表達式：R_x=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）伏安法測電阻，就是利用電壓表測出電阻兩端的電壓，電流表測出通過的電流，利用R=$\frac{U}{I}$求出電阻的阻值．
（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處．
（3）由圖象找出一組對應(yīng)的電壓與電流值，根據(jù)歐姆定律求出電阻阻值；
（4）沒有電流表，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R_X電壓，再閉合S₂測電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，得出R電壓，根據(jù)歐姆定律，計算R的電流．

解答 解：
（1）實驗原理：R=$\frac{U}{I}$．
（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，防止連接完最后一根導(dǎo)線，電路接通，損壞元件；滑動變阻器接左半段，滑片處于右端時，滑動變阻器連入電路的電阻最大，電路電流最小，對電路起保護作用．
（3）由圖象可知，當U=1.8V時，I=0.6A，則
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.6A}$=3Ω．
（4）（5）分析電路圖可知：R與R_X串聯(lián)，只閉合S₁，測R_X電壓U₁；再閉合開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)為U₂，即電源電壓．
因為I_X=I，所以$\frac{{U}_{1}}{{R}_{X}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$，
所以，R_X=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；
（2）斷開；右；
（3）3；
（4）記下電壓表的示數(shù)U₁；再閉合開關(guān)S₂，記下電壓表的示數(shù)U₂；$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

點評 ①沒有電壓表，利用已知電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；
②沒有電流表，利用電壓表和已知電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測電阻．