Question

8．在測(cè)量定值電阻R_x阻值的實(shí)驗(yàn)中．
（1）請(qǐng)你將圖甲中的實(shí)物電路用筆劃線代替導(dǎo)線連接完整．

（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表不能使用，小明將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大值作為定值電阻R₀使用（R₀值已知），設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路測(cè)量Rx阻值．測(cè)量時(shí)，只閉合S₁電流表示數(shù)I₁，只閉合S₂電流表示數(shù)為I₂，則電阻Rx兩端的電壓為I₂R₀，電阻R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$．（用I_l、I₂和R₀表示）
（3）因圖乙未能測(cè)量多組數(shù)據(jù)，于是小明向老師借丁一只定值電阻R₀（R₀值已知），設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路，重復(fù)（2）中的測(cè)量步驟和計(jì)算方法，并多次測(cè)量求出了電阻Rx的阻值．老師告訴小明他的方案是錯(cuò)誤的，理由是因?yàn)镽_x與R₀在兩種不同的狀態(tài)下電壓不一定相同．

Answer 1

分析 （1）將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，滑片向左滑電流表示數(shù)變小，則其阻值應(yīng)變大；
電壓表與電阻并聯(lián)，根據(jù)電源電壓判斷量程；
（2）根據(jù)歐姆定律及并聯(lián)電路的電壓關(guān)系進(jìn)行分析；
（3）串聯(lián)電路的電阻在電路中起分擔(dān)電壓的作用，電阻不同，分擔(dān)的電壓不同；當(dāng)只閉合S₁時(shí)，R_X 與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，只閉合S₂時(shí)，R₀與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，滑片位置不變，R₀與R_X不一定相等，分擔(dān)的電壓不一定相同．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，滑片向左滑電流表示數(shù)變小，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)變大，所以下面應(yīng)接由端的B接線柱；
電源由2節(jié)干電池組成，所以電壓表可選擇0～3V的量程，如圖所示：
．
（2）由題意知，U_x=U₀=I₂R₀；
由I=$\frac{U}{R}$得，R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$．
（3）只閉合S₁和只閉合S₂，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻相同，R_X與R₀的阻值不一定相同，在串聯(lián)電路中分擔(dān)的電壓不一定相同，所以不能根據(jù)電壓相等列等式求解．
故答案為：（1）答案如上圖所示；（2）I₂R₀；$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$；（3）因?yàn)镽_x與R₀在兩種不同的狀態(tài)下電壓不一定相同．

點(diǎn)評(píng) 此題是伏安法測(cè)電阻探究實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)變阻器的連接和電壓表量程的選擇，此題的難點(diǎn)是（2）（3）兩問，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)時(shí)能不能進(jìn)行多次測(cè)量關(guān)鍵是看定值電阻和待測(cè)電阻兩端的電壓是否相等．