Question

要測量一個阻值約為幾百歐的電阻R_x．實驗室提供的器材有：電源(電壓為3 V)、學生用電流表(量程為0～0.6 A、0～3 A)、學生用電壓表(量程為0～3 V、0～15 V)、滑動變阻器R₁和電阻箱R₂(0～9999 Ω　5 A)各一個，開關、導線若干．

(1)小明用伏安法測量該電阻，下圖是小明連接的電路．

連接電路時，小明注意到了開關應________；接通電路前，小明還應將滑動變阻器的滑片滑至最________(左/右)端．接通電路后，觀察到電流表指針不偏轉，示數為零，電壓表示數為2 V．請你判斷：①電路中哪一個元件有故障？答：________；②該元件發生了什么故障？答：________．

(2)在排除故障換用新元件后，經檢查電路完好．閉合開關，逐漸減小滑動變阻器的接入電阻至最小，電壓表有示數，但電流表的指針幾乎不偏轉，電流太小的原因是________．所以按小明所選的器材不能用伏安法測出該電阻的值．

(3)請你幫助小明在實驗室所提供的器材中選擇合適的器材，設計實驗方案測出該電阻的值．

(a)在虛線方框中畫出實驗電路圖；

(b)簡述實驗步驟：________；(用相應的字母表示各個測出的物理量)

(c)寫出待測電阻R_x的表達式：________．

Answer 1

答案：
解析：

(1)斷開　右 　　①電流表 　　②短路 　　(2)待測電阻的阻值較大且電源電壓低 　　(3)(a)如圖所示 　　(b)按圖連接好電路；閉合S1調節滑動變阻器，使電壓表顯示合適的值；斷開S1閉合S2，保持滑動變阻器阻值不變，調節電阻箱的值使電壓表仍顯示原來的值；讀出電阻箱的阻值R． 　　另法：(a)如圖所示 　　(b)按圖連接好電路；閉合開關S，調節電阻箱使電壓表顯示合適的示數，讀出示數U2，讀出電阻箱的接入電阻R2，記下電源電壓U總(3 V)． 　　(c)Rx＝(或：Rx＝)(該題有多解，只要合理均得分)