Question

10．小明在做“用伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)中，所用的器材有3V的電源，最大阻值為10Ω的滑動變阻器R，待測電阻R_x及如圖甲所示的其它器材．

（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
（2）如圖甲，實(shí)驗(yàn)電路還未連接完整，請用筆畫線代替導(dǎo)線在答題卡相應(yīng)圖中將實(shí)驗(yàn)電路連接完整，要求滑動變阻器滑片向右移動時(shí)，電流表的示數(shù)增大．
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器進(jìn)行多次測量，其中一次當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，電流表對應(yīng)的示數(shù)如圖乙所示，則本次測得的待測電阻R_x=10Ω，多次測量的目的是取平均值減小誤差．
（4）若只用一個(gè)電壓表和一個(gè)已知阻值的定值電阻R也可測出R_x阻值．如圖丙．
實(shí)驗(yàn)步驟：a、S斷開時(shí)，讀出電壓表示數(shù)U₁；
b、S閉合時(shí)，記下電壓表示數(shù)U；
表達(dá)式：Rx=$\frac{{U}_{1}}{3V{-U}_{1}}$×R．．

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，為保護(hù)電路，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（2）根據(jù)滑動變阻器滑片向右移動時(shí)電流表的示數(shù)增大確定變阻器的連接；
（3）根據(jù)電流表量程確定分度值讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求電阻；多次測量的目的是取平均值減小誤差．
（4）根據(jù)開關(guān)的轉(zhuǎn)換，分別測出待測電阻的電壓和電源總電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求出電路中的電流，再求出待測電阻的大�。�

解答 解：（1）連接電路時(shí)，為保護(hù)電路，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（2）要求滑動變阻器滑片向右移動時(shí)，電流表的示數(shù)增大，即變阻器連入電路的電阻變小，即滑片以右電阻絲連入電路中，如下圖所示：

（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器進(jìn)行多次測量，其中一次當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，電流表對應(yīng)的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，
則本次測得的待測電阻R_x=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，多次測量的目的是取平均值減小誤差．
（4）若只用一個(gè)電壓表和一個(gè)已知阻值的定值電阻R也可測出R_x阻值，如圖丙．
實(shí)驗(yàn)步驟：a、S斷開時(shí)，讀出電壓表示數(shù)U₁；
b、S閉合時(shí)，記下電壓表示數(shù)U；
S斷開時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電壓表測待測電阻的電壓，電壓表示數(shù)U₁；
閉合S時(shí)，R短路，電壓表示數(shù)U即電源電壓3V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，R的電壓U_R=3V-U₁，
由歐姆定律，通過R的電流I=$\frac{3V{-U}_{1}}{R}$，即電路中的電流，
則待測電阻R_x=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{3V{-U}_{1}}$×R．
故答案為：（1）斷開；
（2）如上圖所示；
（3）10；取平均值減小誤差；
（4）S閉合時(shí)，記下電壓表示數(shù)U；$\frac{{U}_{1}}{3V{-U}_{1}}$×R．

點(diǎn)評 本題用伏安法測電阻，考查實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電路的連接、電表的讀數(shù)及電阻的測量、數(shù)據(jù)的處理和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力．