Question

圖甲是測(cè)量定值電阻R的實(shí)物連接圖．圖中R阻值約為10Ω，滑動(dòng)變阻器R，的規(guī)格為“20Ω，1A”．

（1）請(qǐng)?jiān)趫D甲中將電路連接完整，要求滑片P在A端時(shí)接入的阻值最大．
（2）正確連接好電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為

0.22A

，則電阻的大小為

9.09Ω

．
（3）實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是

保護(hù)電路和多次測(cè)量求平均值來(lái)減小誤差

．
（4）若在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，仍利用該電路測(cè)出定值電阻R的阻值．要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟及所測(cè)的物理量，并以相應(yīng)的符號(hào)表示．
步驟1：

將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到A端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大為R′，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)為I₁

；
步驟2：

將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到B端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為0，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)為I₂

；
步驟3：根據(jù)以上測(cè)出的物理量及題中的條件，用相應(yīng)的符號(hào)寫出計(jì)算電阻的表達(dá)式：R=

I1

I2-I1

．

Answer 1

分析：（1）滑動(dòng)變阻器的滑片離下面接入電路的接線柱最遠(yuǎn)，接入電路的電阻越大．
（2）電流表的讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)；根據(jù)歐姆定律的變形公式即可求出被測(cè)電阻的阻值．
（3）伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器有兩個(gè)作用，一是保護(hù)電路，二是改變定值電阻兩端的電壓和電流，來(lái)完成多次實(shí)驗(yàn)．
（4）電壓表?yè)p壞，只有電流表，滑動(dòng)變阻器的最大阻值已知，使滑動(dòng)變阻器的阻值最大和最小時(shí)，利用電源電壓相等列出等式，求得被測(cè)電阻．

解答：解：（1）因?yàn)殡娫措妷簽?V，所以電壓表選擇0～3V的量程；
電路中的最大電流I=

U

Rx

=

3V

10Ω

=0.3A，所以電流表選擇0～0.6A的量程；
滑動(dòng)變阻器已經(jīng)選定了上面接線柱，需要再選擇下面一個(gè)接線柱，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在A端時(shí)，選擇B接線柱，滑片離下面接入電路的接線柱最遠(yuǎn)，接入電路的電阻最大．
即先將電源、電流表、被測(cè)電阻、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)串聯(lián)起來(lái)，然后將電壓表并聯(lián)在被測(cè)電阻兩端；如圖所示：

（2）電流表使用的0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.22A．
∵I=

U

R

，
∴R_x=

U

I

=

2V

0.22A

≈9.09Ω；
（3）伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)，滑片處于最大阻值處，電路電流最小，對(duì)電路起到保護(hù)作用．
移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，能改變定值電阻的電壓和電流，能完成多次測(cè)量，求電阻的平均值來(lái)減小誤差．
（4）步驟1：將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到A端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大為R′，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)為I₁．
步驟2：將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到B端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為0，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)為I₂．
步驟3：根據(jù)電源電壓相等得，I₁（R′+R）=I₂R，
所以，R=

I1

I2-I1

．
故答案為：（2）0.22A；9.09Ω；（3）保護(hù)電路和多次測(cè)量求平均值來(lái)減小誤差；（4）步驟1：滑片滑到A端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大為R′，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)為I₁；
步驟2：將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到B端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為0，閉合開關(guān)，記下電流表的示數(shù)為I₂；
（3）

I1

I2-I1

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了連接電路圖、滑動(dòng)變阻器的作用、電流表的讀數(shù)以及電流表測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)步驟等，難點(diǎn)是利用電流表測(cè)量未知電阻阻值的實(shí)驗(yàn)步驟．