Question

8．用如圖1的電路測量定值電阻R的阻值．

（1）測量電阻的實驗原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）按圖1電路，將圖2中的滑動變阻器正確連入電路．
（3）連接電路時，開關(guān)必須斷開，正確連接電路后，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的連入電路的阻值應(yīng)處于最大值．
（4）閉合開關(guān)．將圖2中的滑動變阻器的滑片P向左滑到某一位置時，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)如圖3．由此可知被測電阻的阻值R=5Ω．
（5）該同學完成一次試驗后，為確保測量結(jié)果的準確性，接下來的操作是移動滑動變阻器滑片，以測得多組數(shù)據(jù)．

（6）小明同學利用電流表、單刀雙擲開關(guān)S、電阻箱R、滑動變阻器R₀和電源，也測量出了未知電阻R_x的阻值，實驗電路如圖4所示．實驗操作如下：
①按照電路圖，連接好實物電路．
②將開關(guān)S撥至a（填a或b）處，移動滑片P，使電流表指針指向一準確值，讀出電流表的示數(shù)I．
③保持滑片P位置不變，再將S撥至b（填a或b）處，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)仍為I，此時電阻箱的示數(shù)R．若R阻值如圖5中所示，則Rx阻值為305Ω．

Answer 1

分析 （1）測電阻的實驗原理是歐姆定律的變形公式；
（2）滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，要注意電路圖和實物圖的對應(yīng)性；
（3）為防止電路中電流過大，燒壞電路元件，連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開，閉合開關(guān)前滑動變阻器的阻值處于最大阻值處；
（4）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出待測電阻的阻值；
（5）伏安法測電阻的實驗中，需要多次測量求平均值減小誤差；
（6）①根據(jù)實驗電路圖可知，實驗時無電壓表，只有電流表，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓特點進行實驗，即：連接好電路圖后，用電流表測出通過待測電阻的電流，再將開關(guān)與電阻箱連接并調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(shù)不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓相等和歐姆定律可知待測電阻的阻值與電阻箱的阻值相等，據(jù)此設(shè)計實驗步驟；
②電阻箱的讀數(shù)方法：各旋盤對應(yīng)的指示點（圖中的小三角）的示數(shù)乘以面板上標記的倍數(shù)，然后加在一起，就是接入電路的阻值．

解答 解：（1）測量電阻的實驗原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（3）為保護電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的阻值應(yīng)處于最大阻值處；
（4）由圖3可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.5V，
則待測電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
（5）該同學完成一次試驗后，為確保測量結(jié)果的準確性，接下來的操作是調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P到不同位置再進行測量，達到多次測量的目的；
（6）實驗操作如下：
①按照電路圖，連接好實物電路；
②將開關(guān)S撥至a處，移動滑片P，使電流表指針指向一準確值，讀出電流表的示數(shù)I；
③保持滑片P位置不變，再將S撥至b處，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)仍為I，此時電阻箱的示數(shù)R；
因電源的電壓不變，
所以，I（R_x+R₀）=I（R+R₀），
解得：R_x=R，
如圖5中所示，R=0×1000Ω+3×100Ω+0×10Ω+5×1Ω=305Ω．
故答案為：
（1）R=$\frac{U}{I}$；
（2）如上圖所示；
（3）斷開；最大；
（4）變大；5；
（5）移動滑動變阻器滑片；
（6）②a；③b；305．

點評 本題考查了伏安法測電阻的實驗，涉及到實驗的原理和滑動變阻器的連接、實驗的注意事項、歐姆定律的應(yīng)用和減小誤差的方法等，要特別注意等效替代法在實驗中的具體應(yīng)用．