Question

（2011?松北區(qū)一模）小麗和小文在破舊的收音機(jī)中發(fā)現(xiàn)一只標(biāo)注模糊的電阻，決定在實(shí)驗(yàn)室測出它的阻值，圖中R_x為待測電阻．

（1）在學(xué)習(xí)中我們也要用欣賞的態(tài)度看待別人、看待別人的做法．請就每個人的實(shí)驗(yàn)設(shè)計說出一條優(yōu)點(diǎn)．
（2）小麗和小文交流中決定采用小文的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，并通過實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)記錄在表格中．請結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成圖象，根據(jù)圖象你能發(fā)現(xiàn)什么物理規(guī)律或結(jié)果（只寫一條）．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓/V	1.0	1.5	2.0	2.5	2.8
電流/A	0.10	0.15	0.20	0.25	0.28

（3）若在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表已損壞，仍利用小文的實(shí)驗(yàn)電路，在不增加器材的基礎(chǔ)上測出電阻R_x的阻值，要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟及所測的物理量，并寫出計算電阻的表達(dá)式．

Answer 1

分析：（1）測定電阻的阻值，根據(jù)R=

U

I

，需用到電流表和電壓表分別測出電阻的電流和電壓，代入公式求出電阻值；同時實(shí)驗(yàn)中為減小誤差，測出多組數(shù)據(jù)求平均值；
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；
分析圖象及表格中數(shù)據(jù)，得出電流和電壓的關(guān)系：電阻不變，電流和電壓成正比；
（3）沒有電流表，所以應(yīng)通過已知的定值電阻（滑動變阻器的最大阻值）來間接得到R_x的電流值，所以待測電阻和滑動變阻器采取串聯(lián)，先用電壓表測出電源電壓，然后在測出待測電阻和滑動變阻器串聯(lián)時的待測電阻兩端電壓．由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律即可推出電阻阻值的表達(dá)式．

解答：解：（1）小麗的實(shí)驗(yàn)，器材少，操作簡單，閉合開關(guān)，便可讀出電阻兩端的電壓和通過電阻的電流，根據(jù)R=

U

I

可計算出電阻值；
小文的實(shí)驗(yàn)中串聯(lián)了滑動變阻器，能夠改變電路中的電流和電阻兩端的電壓，多測幾組數(shù)據(jù)求平均值，減小誤差；
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來，如圖所示：

由圖象知，電阻不變，導(dǎo)體中的電流與它兩端的電影成正比；
（3）將滑動變阻器移至a端，讀出電壓表的示數(shù)U₁，此時滑動變阻器的阻值為零，電壓表示數(shù)為電源電壓；
再將滑片移至b端，讀出電壓表的示數(shù)U₂，此時滑動變阻器的阻值最大，為20Ω，滑動變阻器的兩端的電壓為U₁-U₂，則I=

U1-U2

20Ω

；
則R_x=

Ux

I

=

U2

U1-U2 20Ω

=

U2

U1-U2

?20Ω．
故答案為：（1）小麗的電路實(shí)驗(yàn)器件少，操作簡單；
小文的電路能改變電路中的電流和電壓，多測量幾次，求平均值減小誤差．
（2）圖象如上；
電阻一定，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比；
（3）步驟：①滑片P移至端b，閉合開關(guān)，測出Rx兩端電壓U₁；②取下電壓表，再把電壓表并聯(lián)到滑動變阻器R兩端，讀取電壓表示數(shù)U₂；
表達(dá)式：R_x=

U2

U1-U2

?20Ω．

點(diǎn)評：此題是測量待測電阻的阻值實(shí)驗(yàn)，考查了對實(shí)驗(yàn)原理的掌握，U--I圖象的畫法及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，在沒有電流表時，需有一定值電阻，此時可根據(jù)I=

U

R

求出電路中的電流，代替電流表的作用．