Question

2．如圖所示，用圖甲的電路圖測(cè)量定值電阻R₁的阻值大小，圖乙是未完成連接的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)致線連接圖乙中的電路．

（2）滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有“15Ω 1.0A”字樣，若滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處，它相當(dāng)于一個(gè)阻值為15Ω的定值電阻．
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，電流表的讀數(shù)是0.3A，定值電阻R₁的阻值是5Ω
（4）測(cè)量定值電阻R₁的阻值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)中電流表無(wú)法使用，但有兩個(gè)電壓表，結(jié)合現(xiàn)有的器材，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出測(cè)量R₁阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖，并將實(shí)驗(yàn)步驟填在下面的表格內(nèi)．

實(shí)驗(yàn)電路圖	實(shí)驗(yàn)步驟及R1的表達(dá)式
	1．按實(shí)驗(yàn)電路圖接好電路； 2．把滑動(dòng)變阻器移到最大阻值處； 3．閉合開關(guān)，讀出電壓表V1和V2的讀數(shù)U1和U2； 4．表達(dá)式：Rx=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$×15Ω．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與電阻并聯(lián)，根據(jù)電源確定其量程，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，且要接一上一下；
（2）變阻器銘牌上標(biāo)的阻值為其最大阻值；
（3）根據(jù)圖丙讀出電流表的示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；
（4）若沒有電流表，可將變阻器作為定值電阻，根據(jù)變阻器兩端的電壓計(jì)算出電路中的電流，由歐姆定律計(jì)算出電阻的阻值．

解答 解：（1）電源電壓為3V，電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，注意各元件順序一一對(duì)應(yīng)（變阻器滑片左邊電阻絲連入電路中），如下所示：

（2）15Ω表示變阻器的最大阻值為15Ω，所以若滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處，它相當(dāng)于一個(gè)阻值為15Ω的定值電阻．
（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.3A；
待測(cè)電阻：
R_x=$\frac{U}{I}=\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；
（4）沒有電流表，可用一電壓表與變阻器并聯(lián)，充當(dāng)電流表的作用，后與電阻串聯(lián)，如圖所示：

將滑片移動(dòng)到最右端，使變阻器的阻值最大，作為定值電阻，閉合開關(guān)分別讀出電壓表V₁、V₂的示數(shù)分別為U₁、U₂，由歐姆定律，則通過(guò)變阻器的電流：
I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{最大}}=\frac{{U}_{2}}{15Ω}$；根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過(guò)待測(cè)電阻的電流也為I，
則待測(cè)電阻：
R_x=$\frac{{U}_{1}}{I}=\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}}{15Ω}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$×15Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）15；（3）0.3；5； （4）如上表所示．

點(diǎn)評(píng) 本題是伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、電表的讀數(shù)、電阻的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．