Question

20．如圖甲是用伏安法測量某未知電阻的電路圖．

（1）根據(jù)電路圖將圖乙所示的實物圖連接起來；
（2）讀出圖丙所示電流表和電壓表的示數(shù)：0.4A，2.4V．
（3）算出被測電阻本次的測量值為6Ω，為減小誤差，可用滑動變阻器改變待測電阻兩端的電壓來進行多次測量求平均值．
（4）將上述實驗中的電阻換成小燈泡，用同樣的方法測小燈泡的電阻，數(shù)據(jù)記錄如下表：

測量次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	2.5	2.0	1.5	1.0	0.5
電流I/A	0.28	0.25	0.22	0.18	0.16

分析表中的數(shù)據(jù)可知，小燈泡兩端電壓越低，小燈泡的電阻越小，原因是燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減小．
（5）該同學(xué)又設(shè)計了如圖丁所示的測量電路，同樣可以測量未知電阻R_x，其中R₀是定值電阻．請在空格內(nèi)把實驗步驟補充完整．
  ①閉合開關(guān)S、S₁，用電壓表測出電源的電壓為U；
②閉合開關(guān)S、斷開S₁，用電壓表測出待測電阻R₁兩端的電壓為U₁；
③請用測量值U和U₁，已知量R₀來表達R_x=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實物圖，各元件順序一一對應(yīng)，電表均選用小量程，并注意電表正負接線柱的接法；
（2）分別觀察量程，根據(jù)電表小量程讀數(shù)；
（3）由歐姆定律求電阻大��；為減小誤差，提高測量的準(zhǔn)確程度，應(yīng)多次測量取平均值；
（4）燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減�。�
（5）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S、S₁均閉合時電路為R_x的簡單電路，電壓表測電源的電壓；當(dāng)開關(guān)S閉合、S₁斷開時，R₀、R_x串聯(lián)，電壓表測R_x兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點和定值電阻的阻值求出R_x的阻值，據(jù)此設(shè)計實驗步驟得出結(jié)果．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖連接實物圖，各元件順序一一對應(yīng)，由于電源電壓為3V，電壓以及電流都較小，兩電表均選用小量程，實物圖的連接如下圖所示：

（2）圖丙中，電流表量程是0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A；
電壓表量程是0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V；
（3）由I=$\frac{U}{R}$可得，被測電阻的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.4A}$=6Ω；
為減小誤差，應(yīng)用滑動變阻器改變待測電阻兩端的電壓來進行多次測量求平均值．
（4）由表格數(shù)據(jù)可知，燈泡電壓越低，通過的電流也越小，燈泡的電阻越小，其原因是：燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減�。�
（5）實驗步驟：
①閉合開關(guān)S、S₁，用電壓表測出電源的電壓U；
②閉合開關(guān)S、斷開S₁，用電壓表測出待測電阻R_x兩端的電壓為U₁；
③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓：U₀=U-U₁，
所以，通過R₀的電流：I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-{U}_{1}}{{R}_{0}}$，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，R_x=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{U-{U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）0.4；2.4；
（3）6；  滑動變阻器；
（4）�。粺襞蓦娮枋軠囟扔绊�，隨溫度降低而減��；
（5）①閉合開關(guān)S、S₁；②閉合開關(guān)S、斷開S₁；③$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．

點評 本題考查了實物圖的連接和電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應(yīng)用、串聯(lián)電路的特點等，關(guān)鍵是知道有電壓表、無電流表時可根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電壓特點進行設(shè)計實驗．