Question

6．如圖甲是用伏安法測未知電阻R的實驗圖．

（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲中實物電路連接完整．
（2）閉合開關，將滑片P向左滑動時，此時電壓表示數(shù)為1.8V，電流表示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為I=0.3A，則未知電阻R=6Ω．
（3）若實驗中只有一個電壓表和一個已知電阻R₀，小明設計了如圖丙所示的電路，同樣可以測量未知電阻R_x，請在空格內(nèi)將實驗步驟補充完整．
①閉合S和S₁，用電壓表測電源的電壓為U；
②閉合開關S、斷開S₁，用電壓表測出待測電阻R_x兩端的電壓為U₁；
③請寫出用測量值U、U₁及R₀來表示R_x的表達式：R_x=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）變阻器應串聯(lián)在電路中，且要一上一下接線柱進行連接；
（2）明確電流表的量程和分度值，讀出示數(shù)，再利用歐姆定律的變形公式計算電阻的大��；
（3）由電路圖可知，當開關S、S₁均閉合時電路為R_x的簡單電路，電壓表測電源的電壓；當開關S閉合、S₁斷開時，R₀、R_x串聯(lián)，電壓表測R_x兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點和定值電阻的阻值求出R_x的阻值，據(jù)此設計實驗步驟得出結果．

解答 解：
（1）變阻器應串聯(lián)在電路中，可將導線一端接在變阻器上端，另一端接在電阻R右端，如圖所示．

（2）讀圖可知，電流表的量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，則電流表的示數(shù)為0.3A．
由歐姆定律得未知電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.3A}$=6Ω；
（3）實驗步驟：
①閉合開關S、S₁，用電壓表測出電源的電壓U；
②閉合開關S、斷開S₁，用電壓表測出待測電阻R_x兩端的電壓為U₁；
③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓：
U₀=U-U_x=U-U₁，
因為串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以電路中電流：
I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$，
$\frac{U-{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{x}}$，
解得：
R_x=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）0.3；6；
（3）②閉合開關S、斷開S₁；
③R_x=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．

點評 本題考查了實物圖的連接和電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應用、串聯(lián)電路的特點等，關鍵是知道有電壓表、無電流表時可根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電壓特點進行設計實驗．