Question

如图所示伏安法测量未知电阻Rx的实验．
（l）请用笔画线代替导线完成实物连接，根据实物在框内画出电路图．

（2）在闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P滑到

 

端（根据上面实物图作答）
（3）在某次实验时，电流表和电压表示数如图所示，其电流表示数为

 

A，电压表示数为

 

V，则该电阻的阻值为

 

Ω．

（4）小刚连接完最后一根导线后就发现两个表的指针发生偏转，并且指针总在晃动，造成上述现象的原因分别是

 

、

 

．

（5）用电流表和电压表测量电阻的实验电路，如图所示．为了减小误差，需要进行三次测量求平均值．请你设计一个记录数据的表格．

（6）小彤同学实验时不小心将电压表损坏了、现在实验室有：电流表、滑动变阻器（阻值0～R₀）、导线若干、未知电阻Rx．请设计实验完成测量未知电阻Rx的实验．经讨论后同学们达成共识，设计的电路如下图，以下是他们的实验操作步骤：

①按电路图连接好实物电路．
②

 

．
③

 

．
未知电阻Rx的数学表达式：Rx=

 

．

Answer 1

分析：（1）根据欧姆定律，电压表测待测电阻两端的电压，并联在电阻两端；
电流表测通过待测电阻的电流，串联在电路中；
滑动变阻器串联在干路中，采用“一上一下”的连接方法；
由实物连接图画出电路图，先串后并．
（2）为了保护电路中的元件，闭合开关前，应将滑动变阻器的阻值调到最大值；
（3）根据电压表、电流表的量程与分度值读出电压与电流；
（4）连接电路时开关应该是断开的，否则会出现损坏仪器的现象；
（5）表格中需要记录实验次数、电压、电流、电阻、电阻的平均值，本实验需要做三次，根据上述条件可知，表格需要四行五列；
（6）通过电路图可知，滑动变阻器在电路中相当于一个定值电阻，一次阻值为0，一次阻值为R₀，通过两次实验数据列出欧姆定律的方程，求出电阻R_x．

解答：解：（l）根据题意电路如图：

（2）根据上面实物图，在闭合开关前，将滑动变阻器滑片P滑到左端时阻值最大；
（3）电流表的量程是：0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为：0.5A；
电压表的量程是：0～3V，分度值为0.1V，电压表示数为2.5V；
计算得：R=

U

I

=

2.5V

0.5A

=5Ω；
（4）连接电路时，开关应该是断开的，连接完最后一根导线后发现两个表的指针发生偏转，并且指针总在晃动，造成上述现象的原因可能是：①连接电路时开关没有断开；②导线接触不良；
（5）根据实验产次数以及需要测量的物理量列出数据表格如下：

次数	电压/V	电流/A	电阻/Ω	电阻平均值/Ω
1
2
3

（6）本实验中没有了电压表，可以利用电流表和定值电阻测出两组电流，通过计算得到电阻的阻值；
即实验步骤如下：
①按电路图连接好实物电路；

②将滑片移到最左端，记下电流表的示数I₁；
③将滑片移到最左端，记下电流表的示数I₂；
未知电阻Rx的数学表达式：Rx=

I1R0-I2R0

I2

．
故答案为：
（1）电路图如下；

（2）左；
（3）0.5；2.5；5；
（4）连接电路时开关没有断开；导线接触不良；
（5）

次数	电压/V	电流/A	电阻/Ω	电阻平均值/Ω
1
2
3

（6）将滑片移到最左端，记下电流表的示数I₁；将滑片移到最左端，记下电流表的示数I₂；

I1R0-I2R0

I2

．

点评：考查了伏安测电阻的探究实验，涉及到的知识点细，有电路的连接、画电路图、故障分析、仪表读数、数据表格的设计等等；最难的是利用电流表与滑动变阻器测电阻这一问，需要明确滑动变阻器在电路中所起的作用相当于一个定值电阻．