Question

10．小明在做“用伏安法測電阻”的實驗中，所用的器材有3V的電源，最大阻值為10Ω的滑動變阻器R，待測電阻R_x及如圖甲所示的其它器材．

（1）連接電路時，開關應處于斷開狀態．
（2）如圖甲，實驗電路還未連接完整，請用筆畫線代替導線在答題卡相應圖中將實驗電路連接完整，要求滑動變阻器滑片向右移動時，電流表的示數增大．
（3）調節滑動變阻器進行多次測量，其中一次當電壓表的示數為2V時，電流表對應的示數如圖乙所示，則本次測得的待測電阻R_x=10Ω，多次測量的目的是取平均值減小誤差．
（4）若只用一個電壓表和一個已知阻值的定值電阻R也可測出R_x阻值．如圖丙．
實驗步驟：a、S斷開時，讀出電壓表示數U₁；
b、S閉合時，記下電壓表示數U；
表達式：Rx=$\frac{{U}_{1}}{3V{-U}_{1}}$×R．．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，為保護電路，開關應處于斷開狀態；
（2）根據滑動變阻器滑片向右移動時電流表的示數增大確定變阻器的連接；
（3）根據電流表量程確定分度值讀數，根據歐姆定律求電阻；多次測量的目的是取平均值減小誤差．
（4）根據開關的轉換，分別測出待測電阻的電壓和電源總電壓，根據串聯電路的規律和歐姆定律求出電路中的電流，再求出待測電阻的大小．

解答 解：（1）連接電路時，為保護電路，開關應處于斷開狀態；
（2）要求滑動變阻器滑片向右移動時，電流表的示數增大，即變阻器連入電路的電阻變小，即滑片以右電阻絲連入電路中，如下圖所示：

（3）調節滑動變阻器進行多次測量，其中一次當電壓表的示數為2V時，電流表對應的示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.2A，
則本次測得的待測電阻R_x=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，多次測量的目的是取平均值減小誤差．
（4）若只用一個電壓表和一個已知阻值的定值電阻R也可測出R_x阻值，如圖丙．
實驗步驟：a、S斷開時，讀出電壓表示數U₁；
b、S閉合時，記下電壓表示數U；
S斷開時，兩電阻串聯，電壓表測待測電阻的電壓，電壓表示數U₁；
閉合S時，R短路，電壓表示數U即電源電壓3V，根據串聯電路電壓的規律，R的電壓U_R=3V-U₁，
由歐姆定律，通過R的電流I=$\frac{3V{-U}_{1}}{R}$，即電路中的電流，
則待測電阻R_x=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{3V{-U}_{1}}$×R．
故答案為：（1）斷開；
（2）如上圖所示；
（3）10；取平均值減小誤差；
（4）S閉合時，記下電壓表示數U；$\frac{{U}_{1}}{3V{-U}_{1}}$×R．

點評 本題用伏安法測電阻，考查實驗注意事項、電路的連接、電表的讀數及電阻的測量、數據的處理和設計實驗方案的能力．