Question

在測(cè)量電阻約為10Ω的定值電阻Rx的實(shí)驗(yàn)中，小明和小亮用如圖所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線在甲圖中完成實(shí)物電路連接，要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)連入電路的電阻變小。

（2）小明把最后一根導(dǎo)線連接完畢后，看到電壓表和電流表立即有較大示數(shù)．小亮認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)操作中有兩處錯(cuò)誤，其中一處是滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有滑到電阻最大的位置，還有一處是　                   　．

（3）改正錯(cuò)誤后，小明改變Rx兩端的電壓和電流，兩次測(cè)得的電阻值分別為R₁=10.1Ω，R₂=10.2Ω，第三次測(cè)量時(shí)，電流表的示數(shù)為0.26A，電壓表的示數(shù)如圖乙所示．根據(jù)以上三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后得出Rx=　          Ω．

（4）小瑞同學(xué)設(shè)計(jì)了不同的方案，經(jīng)討論后同學(xué)們達(dá)成共識(shí)，設(shè)計(jì)的電路如圖（R₀為阻值已知的定值電阻），

以下是他們的實(shí)驗(yàn)操作步驟：

①按電路圖連接電路。

②閉合開(kāi)關(guān)S₁，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)I₁。

③閉合開(kāi)關(guān)S₂，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)I₂。

④根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出R_x的阻值。

請(qǐng)用所測(cè)物理量寫出未知電阻R_x的數(shù)學(xué)表達(dá)式：R_x=                     

 

Answer 1

【答案】

（1）答案如圖

（2）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)    （3）10.1    （4）

【解析】

試題分析：（1）電源的電壓為兩節(jié)干電池3V，根據(jù)歐姆定律可得，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)定值電阻兩端的電壓最大為3V，所以電壓表用小量程且與定值電阻R_x并聯(lián)；滑動(dòng)變阻器的右下方接線柱與定值電阻的右接線柱相連時(shí)，滑片向右滑動(dòng)時(shí)連入電路的電阻變小。（2）接完最后一根導(dǎo)線，電表有示數(shù)說(shuō)明開(kāi)關(guān)閉和；電流表示數(shù)較大，說(shuō)明電路電阻較小，滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有置于阻值最大位置．因此實(shí)驗(yàn)操作中的兩處錯(cuò)誤是：連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；沒(méi)有把滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的位置；（3）由圖乙可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.6V，根據(jù)歐姆定律可得，第三次測(cè)量時(shí)定值電阻的阻值R₃=U₃/I₃=2.6V/0.26A=10Ω，則定值電阻的阻值R_x=（R₁+R₂+R₃）/3=（10.1Ω+10.2Ω+10Ω）/3=10.1Ω；

（4）閉合開(kāi)關(guān)S₁，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂時(shí)，電源的電壓為U=I₁R₀；閉合開(kāi)關(guān)S₂，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁時(shí)，電源的電壓為U=I₂R_x；∵電源的電壓不變∴R_x的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：R_x=I₁R₀/I₂．

考點(diǎn)：伏安法測(cè)電阻的探究實(shí)驗(yàn)