Question

在做“伏安法測量定值電阻”的實驗中，小明同學設計了如圖甲所示的電路，請你完成下列問題．

（1）該實驗的原理是

R=

U

I

．
（2）連接電路時，應將開關

斷開

；閉合開關前，滑動變阻器的滑片應滑到最

右

端（填“左”或“右”）．
（3）連接完電路后，閉合開關，無論怎樣移動滑片，電流表指針均無偏轉，電壓表的指針有明顯的偏轉，這可能是由于

電阻R

斷路造成的．
（4）調節滑動變阻器，把測量的幾組數據描成如圖乙所示的圖象，則該電阻的阻值R=

3

Ω．
（5）完成上述實驗后，小明還想測量一段電爐絲的電阻Rx，可是在連接電路時，發現電流表和滑動變阻器都已損壞．于是小明就利用剛才已測得的定值電阻R，重新設計并連接了如圖丙所示的電路．電源電壓未知且恒定不變．
請把下列實驗步驟補充完整：
只閉合開關S₁，

記下電壓表的示數U₁

；

再閉合開關S₂，記下電壓表的示數U₂

．
電阻表達式：R_x=

U1R

U2-U1

．

Answer 1

分析：（1）伏安法測電阻的實驗原理：R=

U

I

；
（2）連接電路時，開關應處于斷開狀態，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處；
（3）電流表無示數，電路斷路，電壓表有明顯偏轉，電壓表并聯的電路斷路；
（4）電阻是定值電阻，在圖象上找任意一對電壓和電流值，根據R=

U

I

計算電阻；
（5）沒有電流表，找出R_X的電流是關鍵，根據串聯電路電流相等，得到R的電流即R_X的電流；
閉合S₁測R_X電壓，再閉合S₂測電源電壓，根據串聯電路電壓特點，得出R電壓，根據歐姆定律，計算R的電流．

解答：解：（1）實驗原理：R=

U

I

；
（2）①連接電路時，開關應處于斷開狀態，防止連接完最后一根導線，電路接通，損壞元件；
②滑動變阻器接左半段，滑片處于右端，滑動變阻器連入電路的電阻最大，電路電流最小，對電路起保護作用；
（3）電流表無示數，說明電路斷路，電壓表有明顯偏轉，即電壓表串聯在電路中，故電阻R斷路；
（4）在圖上取一點，U=1.8V，I=0.6A，
根據I=

U

R

，
故該電阻的阻值為：R=

U

I

=

1.8V

0.6A

=3Ω；
（5）分析電路圖可知：R與R_X串聯，只閉合S₁，測R_X電壓U₁；再閉合開關S₂，讀出電壓表的示數為U₂，即電源電壓．
∵I_X=I，∴

U1

RX

=

U2-U1

R

，
所以，R_X=

U1R

U2-U1

．
故答案為：（1）R=

U

I

；
（2）斷開；右；
（3）電阻R；
（4）3；
（5）①記下電壓表的示數U₁；②再閉合開關S₂，記下電壓表的示數U₂；

U1R

U2-U1

．

點評：①沒有電壓表，利用已知電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成并聯電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；
②沒有電流表，利用電壓表和已知電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成串聯電路，找電流相等列等式求出被測電阻．