Question

9．小明测量某电阻R的阻值时，已连接如图甲电路：
（1）同桌又补了一根导线，使电路完整．请你在图中画出这根导线．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到A端（请选“A”或“B”）；实验中滑动变阻器的作用是改变R两端电压以便多次测量取平均值．
（3）小明正确操作测得数据如下，电流表第3次示数如图乙，请你帮小明填入表格的空格中．

试验次数	1	2	3
电压U/V	1.5	2.0	2.5
电流I/A	0.34	0.42

（4）最终测得的电阻阻值为4.7Ω（计算结果保留一位小数）．
（5）同样是测量R的阻值，老师只准小华选用了电阻箱和电流表及电源、开关各一个、导线若干，请你帮助他完成实验：
①说出实验的主要步骤：a、首先将电流表与R串联接入电路，闭合开关读出电流表示数为I；b、然后断开开关，将R替换为电阻箱；c、再闭合开关，调节电阻箱接入电路的阻值直至电流表示数仍为I，读出电阻箱示数即为R的值．
②这里测量电阻的方法是等效替代法，再举出运用此法研究问题的实例两个平面镜成像实验中确定虚像的位置；用一个10Ω的电阻可以替代2个5Ω的电阻串联起来．

Answer 1

分析 （1）测电阻阻值，电流表应串联接入电路，电压表测电阻两端电压，电压表与电阻并联，据此连接实物电路图．
（2）闭合开关前，滑片应置于最大阻值处，根据电路图确定滑片的位置．
滑动变阻器作用是保护电路，改变电阻两端的电压进行多次测量
（3）由图示电流表确定其量程与分度值，读出电流表示数；
（4）根据表中数据，由R=$\frac{U}{I}$求各次测量的电阻值，然后求电阻各测量值的平均值作为电阻的最终阻值．
（5）①只有一个电流表，没有电压表，要测量电阻阻值，可用等效替代法，进行实验设计．
②在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果，这种研究问题的方法叫做等效替代法；在物理实验中常用这种方法，如：平面镜成像实验中确定虚像的位置、曹冲称象、并联电路中用总电阻代替各并联电阻等．

解答 解：（1）电阻与电流表串联 接入电路，电压表与电阻并联，电路图如图所示．
（2）由电路图可知，闭合开关前，滑片应置于A端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．
滑动变阻器主要作用是：改变定值电阻两端的电压和电流，能完成多次实验；
（3）由图示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所示为0.5A，
（4）∵I=$\frac{U}{R}$，
∴由表中实验数据可知，电阻阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.34A}$≈4.41Ω，
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.0V}{0.42A}$≈4.76Ω，
R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5.00Ω，
电阻的平均值R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{4.41Ω+4.76Ω+5.00Ω}{3}$≈4.7Ω；
（5）①只用电阻箱和电流表及电源、开关各一个、导线若干测电阻阻值，实验设计及步骤如下：
a、首先将电流表与R串联接入电路，闭合开关读出电流表示数为I；
b、然后断开开关，将R替换为电阻箱；
c、再闭合开关，调节电阻箱接入电路的阻值直至电流表示数仍为I，读出电阻箱示数即为R的值．
②这里测量电阻的方法是等效替代法，运用此法研究问题的实例：平面镜成像实验中确定虚像的位置．
故答案为：（1）电路图如图所示．

（2）A； 改变R两端电压以便多次测量取平均值；
（3）0.5；
（4）4.7Ω；
（5）①a、首先将电流表与R串联接入电路，闭合开关读出电流表示数为I；b、然后断开开关，将R替换为电阻箱；c、再闭合开关，调节电阻箱接入电路的阻值直至电流表示数仍为I，读出电阻箱示数即为R的值．②等效替代法；平面镜成像实验中确定虚像的位置；用一个10Ω的电阻可以替代2个5Ω的电阻串联起来．

点评 本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电表读数、求电阻阻值等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．