Question

17．如图所示，小明在测量电阻约为10Ω的定值电阻R_x的实验中：
（1）请用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接．

（2）小明把最后一根导线连接完毕，发现两电表立即有较大示数．则在实验操作中有两处错误，一处是变阻器的滑片没放在最大阻值处，另一处是连接电路时开关没有断开．
（3）改正错误后，小明改变R_x两端的电压和电流，两次测得的电阻值分别为10.1Ω和10.2Ω，第三次测量时，电压表的示数如图乙所示，电流表的示数为0.26A．根据以上三次数据，最后得出R_x=10.1Ω．
（4）实验时，某小组同学发现电流表和滑动变阻器均损坏，于是向老师要了一个阻值适当的定值电阻R₀和一个单刀双掷开关（符号为：），借助原剩余的实验器材，也顺利完成了实验．假如由你来做该实验，要求电路只连接一次，请在虚线框内画出实验电路图．

Answer 1

分析 （1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，根据欧姆定律求出电路中的最大电流确定电流表的量程且与定值电阻串联；
（2）接完最后一根导线，电表有示数说明开关闭合；电流表示数较大，说明电路电阻较小，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大位置；
（3）根据电压表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出第三次测量时的电阻值，取三次电阻的平均值即为定值电阻的阻值；
（4）由R=$\frac{U}{I}$原理可知，需要求得待测电阻两端的电压及通过待测电阻的电流；没有电流表时，可以利用串联电路的电流规律得出通过待测电阻的电流；由此设计电路．

解答 解：（1）电源的电压为3V，根据欧姆定律可得，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的最大电流I=$\frac{U}{{R}_{x}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，所以电流表的量程为0～0.6A，且与定值电阻R_x串联；如下图所示：

（2）接完最后一根导线，电表立即有示数说明开关闭合；电流表示数较大，说明电路电阻较小，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大位置．因此实验操作中的两处错误是：连接电路时开关没有断开；没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；
（3）由图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.6V，
根据欧姆定律可得，第三次测量时定值电阻的阻值：
R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.6V}{0.26A}$=10Ω，
则定值电阻的阻值：
R_x=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{10.1Ω+10.2Ω+10Ω}{3}$=10.1Ω；
（4）没有电流表时，可以利用串联电路的电流规律得出通过待测电阻的电流，电压表先后分别测量所需的电压，由此分析可设计电路如下：

故答案为：
（1）如上图所示；
（2）连接电路时开关没有断开；
（3）10.1；
（4）如上图．

点评 本题考查了电流表和滑动变阻器的连接、电路现象的判断、电压表的读数、欧姆定律的应用等，关键是知道为减小误差测定值电阻的阻值时应多次测量求平均值．