Question

18．現(xiàn)要測(cè)量一個(gè)電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)室備有以下器材：
被測(cè)電阻R_x（額定電壓U=3V，額定功率約為0.9W）
電流表A₁（量程為150mA，內(nèi)阻r₁=10Ω）
電流表A₂（量程為300mA，內(nèi)阻約為5Ω）
定值電阻R（R=10Ω）
滑動(dòng)變阻器R₁（0～10Ω，允許通過(guò)的最大電流為0.5A）
電源（E=5V，r=1Ω）
單刀開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干
（1）要精確測(cè)量R_x的阻值，請(qǐng)畫(huà)出測(cè)量電路圖．
（2）補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)步驟：
①按實(shí)驗(yàn)電路圖連接好電路，開(kāi)關(guān)S閉合前，將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到左端（填“左端”或“右端”）；
②閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出幾組I₁和I₂的示數(shù)；
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆除電路，整理器材．
（3）讀出多組數(shù)據(jù)，記錄在下面表格中，在如圖坐標(biāo)紙上作出I₁-I₂的圖象，由圖象可求得R_x=10.2Ω．

I1/mA	20.2	40.1	50.4	80.3	101.2
I2/mA	60.0	120.0	180.0	240.0	300.0

Answer 1

分析 題干中沒(méi)給電壓表，所以要將電流表與定值電阻串聯(lián)后當(dāng)電壓表使用，即采用安安法測(cè)電阻．寫(xiě)出R_x的表達(dá)式，結(jié)合數(shù)學(xué)關(guān)系分析圖線斜率的物理意義，進(jìn)而得到被測(cè)電阻的阻值．

解答 解：被測(cè)電阻大約為10Ω，額定電壓為3 V，應(yīng)將電流表A₁與R串聯(lián)改裝為電壓表，流過(guò)R_x的電流為I₂-I₁，電阻的測(cè)量表達(dá)式為R_x=（R+r₁）$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．為了充分利用電流表的量程范圍，使測(cè)量更精確，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法．
實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到左端，再閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出幾組電流表A₁和A₂的示數(shù)，然后斷開(kāi)電鍵．由讀出的數(shù)據(jù)描點(diǎn)并作圖，

由R_x=（R+r₁）$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，得I₁=$\frac{{R}_{x}{I}_{2}}{R+r+{R}_{x}}$，求出圖線斜率大小，其斜率大小等于$\frac{{R}_{x}}{R+{r}_{1}+{R}_{X}}$，解得R_x=10.2Ω．
故答案為：（1）實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示�。�2）①左端�、谧x出幾組I₁和I₂的示數(shù)�。�3）圖象如圖乙所示；10.2Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻測(cè)量實(shí)驗(yàn)，意在考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力．