Question

18．如图是小明测量定值电阻R的阻值时，连接的实验电路（电路元件完好，接线柱接线牢固）
（1）小明在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合了开关，调节变阻器的滑片时，发现电压表（选填“电流表”或“电压表”）示数保持不变．
（2）检查电路，发现有一条导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
（3）纠正错误后，继续实验．某次实验，当电压表示数为2.7V时，电流表示数（如图所示）为0.18A，则本次测量得到的定值电阻的阻值为15Ω．
【拓展】实验结束后，老师要他测量一只阻值约为100Ω的电阻R_x的值．所提供的器材有：
①干电池两节②一只电流表（0-0.6A、0-0.3A）③一只电压表（0-3V、0-15V）④一个滑动变阻器（10Ω 2A）⑤一个电阻箱（0-999Ω 5A，符号为）⑥开关和导线若干
请你帮助他完成下面的步骤，要求电表指针的偏转要超过其所选量程的$\frac{1}{3}$．
（1）你选择的实验器材是①③④⑥或①③⑤⑥（填符号）；
（2）根据所选器材，在下面的虚线框内画出一个可行的测量方法的电路图．

Answer 1

分析 （1）电流表串联在电路中，示数是否变化，在电源电压一定时，决定于电路电阻的变化；电压表与导体并联，示数是否变化决定于所测量的位置；
（2）伏安法测电阻实验，需要电流表、定值电阻和滑动变阻器与电源、开关组成串联电路，电压表测量定值电阻两端电压；
（3）读取电流表示数时，要明确选择的量程和对应的分度值；已知电压和通过的电流，利用公式R=$\frac{U}{I}$得到定值电阻的阻值；
拓展：
由电路最大电压和最小电阻求得最大电流为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{100Ω}$=0.03A，电路最大电流小于电流表的分度值，不能用电流表准确测量电流．
被测电阻与电阻箱串联，电阻箱阻值为0Ω时测被测电阻电压即电源电压；电阻箱为100Ω时，测被测电阻电压，求得电阻箱电压，求得电阻箱的电流即被测电阻电流，根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻．

解答 解：
（1）由实物图知电流表与电阻、滑动变阻器串联在电路中，滑动变阻器滑片移动时，接入电路的电阻发生变化，所以电路电流发生变化，电流表示数相应改变；
因为电源电压不变，由图此时电压表测量电源电压，所以示数不变．
（2）由实物图知，电压表测量的是电源电压，应该测量定值电阻两端电压，由此修改电路如图所示：

（3）由图电流表使用的是0-0.6A量程，分度值0.02A，所以当电压表示数为2.7V时电流表的示数为I=0.18A；
定值电阻的阻值为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.7V}{0.18A}$=15Ω；
【拓展】
电阻箱（或滑动变阻器）与被测电阻串联，电压表选择0～3V量程并联在被测电阻两端．
当电阻箱（或滑动变阻器）阻值为0Ω时，测被测电阻电压电源电压U₁；
当电阻箱（或滑动变阻器）为100Ω时，测被测电阻电压U₂．
①选择器材为：两节干电池、电压表电阻箱（或滑动变阻器）、开关一个、导线若干．
②如图：（电阻箱如乙，滑动变阻器如甲）

故答案为：（1）电压表；（2）见上图；（3）0.18；15；
拓展：（1）①③④⑥或①③⑤⑥；（2）见上图电路．

点评 本题考查电阻的测量，拓展中被测电阻很大时，用普通的电流表无法直接测量电流，用已知电阻和被测电阻串联，利用串联电路电流相等，求得已知电阻的电流，即被测电阻的电流．