Question

18．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，要求滑片向左滑電流表示數(shù)變�。�
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得R_x=8.3Ω
（3）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)了如圖丙所示的電路測(cè)量Rx阻值．測(cè)量時(shí)，只閉合S₁電流表示數(shù)為I₁，只閉合S₂電流表示數(shù)為I₂，則電阻R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$（以上用I ₁、I ₂ 和R₀表示）．
（4）因圖丙的方案未能進(jìn)行多次測(cè)量減小實(shí)驗(yàn)誤差，于是小明向老師借了一只定值電阻R₀（R₀值已知），設(shè)計(jì)了如圖丁所示的實(shí)驗(yàn)電路，仍按照（3）中的測(cè)量和計(jì)算方法，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，多次測(cè)量求出了電阻Rx的阻值．同組的小凡說小明測(cè)出的電阻Rx的阻值不正確，請(qǐng)你說出小凡判斷理由是R_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）讀出電流表示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出電阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律及并聯(lián)電路的電壓關(guān)系進(jìn)行分析；
（4）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）電流表接的是0.6A量程，分度值為0.02A，電路中的電流為I=0.3A，
根據(jù)歐姆定律可得：
R_X=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（3）由題意知，U_x=U₀=I₂R₀；
由I=$\frac{U}{R}$得：
R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$．
（4）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）8.3；
（3）$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$；
（5）R_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（3）（4）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．