Question

7．如圖所示，電源電壓為6V，小明利用圖甲電路測定值電阻的阻值；圖乙為連接不完整的實物圖．

（1）對照電路圖甲，請你用筆畫線代替導線將乙圖中未連接部分連接起來．
（2）實驗操作中有可能出現下列四種錯誤，如果出現：電流表示數為零，電壓表示數為6V的現象，其錯誤可能是B
A．電流表的正負接線柱接反　 B．電阻R_x發生了斷路
C．電阻R_x發生了短路　　　    D．把滑動變阻器下端兩接線柱連入電路
（3）實驗過程中，某次電流表和電壓表的示數如圖丙所示，此時測得的R_x=5Ω．
（4）完成上述實驗后，小明想用原電路測某一定值電阻R₀的阻值（阻值約為20Ω），他發現電壓表損壞，便將其拆除，然后仔細看了一下滑動變阻器的銘牌“50Ω 1A”．請你在不改變其他元件連接的方式下（總電壓未知），幫他完成實驗．
實驗步驟：
①閉合開關，使滑動變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數I₁；
②將滑動變阻器連入電路的阻值最大為50Ω，記下電流表示數I₂：
③表達式：R₀=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$×50Ω．（用所測物理量符號表示）

Answer 1

分析 （1）根據電源的電壓確定電壓表的量程且與被測電阻并聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；
（2）燈泡斷路時，電路總電阻較大，電路電流較小，與待測電阻并聯的電壓表示數為電源電壓，據此分析電路故障原因．
（3）根據圖丙中電表的量程和分度值讀出示數，利用歐姆定律求出此時測得R_x的阻值；
（4）滑動變阻器的最大阻值已知，滑動變阻器和被測電阻串聯，讓滑動變阻器全部接入和不接入，來改變電路的電阻，完成電流表的兩次測量，利用兩次電路的電源電壓相等，列出等式，解出R₀．

解答 解：（1）電源的電壓為6V，則電壓表的量程為0～15V，且與被測電阻并聯，滑動變阻器的任意上方接線柱與被測電阻串聯，如下圖所示：

（2）燈泡斷路時，電路總電阻較大，電路電流較小，與待測電阻并聯的電壓表示數為電源電壓，故故障為電阻R_x發生了斷路；
（3）圖丙中，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.5A，
電壓表的量程為0～15V，分度值為0.5V，示數為2.5V，
則此時測得R_x的阻值R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
（4）實驗步驟：①閉合開關，使滑動變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數I₁；
②將滑動變阻器連入電路的阻值最大為50Ω，記下電流表示數I₂．
因為電源的電壓不變，
所以U=I₁R₀=I₂（R_滑+R₀）
解得：R₀=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$×50Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）B；（3）5；（4）①閉合開關，使滑動變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數I₁；②將滑動變阻器連入電路的阻值最大為50Ω，記下電流表示數I₂；③$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$×50Ω．

點評 本題考查了伏安法測電阻的實物圖的連接、故障分析、電表的讀數、歐姆定律的應用和特殊的測量方法測電阻，連接電路圖時要回根據電源的電壓確定電壓表的量程．