Question

在做“伏安法测量定值电阻”的实验中，小明同学设计了如图甲所示的电路，请你完成下列问题．

（1）该实验的原理是

 

．
（2）连接电路时，应将开关

 

；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最

 

端（填“左”或“右”）．
（3）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于

 

断路造成的．
（4）调节滑动变阻器，把测量的几组数据描成如图乙所示的图象，则该电阻的阻值R=

 

Ω．
（5）完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻R_x，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器都已损坏．于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R，重新设计并连接了如右图所示的电路．电源电压未知且恒定不变．
请把下列实验步骤补充完整：
①只闭合开关S₁，

 

；
②

 

；
电阻表达式：R_x=

 

．

Answer 1

分析：（1）伏安法测电阻的实验原理：R=

U

I

．
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处．
（3）电流表无示数，电路断路，电压表有明显偏转，电压表并联的电路断路．
（4）电阻是定值电阻，在图象上找任意一对电压和电流值，根据R=

U

I

计算电阻．
（5）没有电流表，找出R_X的电流是关键．
根据串联电路电流相等，得到R的电流即R_X的电流．
闭合S₁测R_X电压，再闭合S₂测电源电压，根据串联电路电压特点，得出R电压，根据欧姆定律，计算R的电流．

解答：解：（1）实验原理：R=

U

I

．
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，防止连接完最后一根导线，电路接通，损坏元件．
滑动变阻器接左半段，滑片处于右端，滑动变阻器连入电路的电阻最大，电路电流最小，对电路起保护作用．
（3）电流表无示数，电路断路，电压表有明显偏转，电压表串联在电路中，R断路．
（4）R=

U

I

=

1.8V

0.6A

=3Ω．
（5）R与R_X串联，只闭合S₁，测R_X电压U₁；再闭合开关S₂，读出电压表的示数为U₂，即电源电压．
I_X=I，

U1

RX

=

U2-U1

R

，
所以，R_X=

U1R

U2-U1

．
故答案为：（1）R=

U

I

；（2）断开；右；（3）电阻R；（4）3；（5）读出电压表的示数为U₁；再闭合开关S₂，读出电压表的示数为U₂；

U1R

U2-U1

．

点评：没有电压表，利用已知电阻和电流表以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成并联电路，找电压相等列等式求出被测电阻；
没有电流表，利用电压表和已知电阻以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成串联电路，找电流相等列等式求出被测电阻．