Question

16．如圖所示，用圖甲的電路圖測(cè)量定值電阻R_X的阻值大小，圖乙是未完成連接的實(shí)驗(yàn)電路．

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線連接圖乙中的電路．
（2）滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有“15Ω  1.0A”字樣，若滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處，它相當(dāng)于一個(gè)阻值為15Ω的定值電阻．
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，電流表的讀數(shù)是0.3A，定值電阻R_X的阻值是5Ω．
（4）電路閉合一段時(shí)間后，電流表示數(shù)突然顯示為0，此后，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電流表示數(shù)都為0，但電壓表的示數(shù)有變化，這可能是由于電流表短路．
（5）測(cè)量定值電阻R_X的阻值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)中電流表無(wú)法使用，但有兩個(gè)電壓表，結(jié)合現(xiàn)有的器材，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出測(cè)量R_X阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖，并將實(shí)驗(yàn)步驟填在下面的表格內(nèi)．

實(shí)驗(yàn)電路圖	實(shí)驗(yàn)步驟及RX的表達(dá)式

Answer 1

分析 （1）將電壓表與電阻并聯(lián)，根據(jù)電源確定其量程，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，且要接一上一下；
（2）變阻器銘牌上標(biāo)的阻值為其最大阻值；
（3）根據(jù)圖丙讀出電流表的示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；
（4）電流表示數(shù)為零，其他電路完好，可能電流表短路；
（5）若沒有電流表，可將變阻器作為定值電阻，根據(jù)變阻器兩端的電壓計(jì)算出電路中的電流，由歐姆定律計(jì)算出電阻的阻值．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)物圖連接電路圖，電源由兩節(jié)干電池組成，電壓表可選擇0～3V量程，如圖所示：

（2）15Ω表示變阻器的最大阻值為15Ω，所以若滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處，它相當(dāng)于一個(gè)阻值為15Ω的定值電阻．
（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.3A；
Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；
（4）電流表示數(shù)突然顯示為0，可能電路斷路、電流表短路造成，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電流表示數(shù)都為0，電壓表的示數(shù)有變化，則排除斷路，是電流表短路造成；
（5）沒有電流表，可用一電壓表與變阻器并聯(lián)，充當(dāng)電流表的作用，后與電阻串聯(lián)，如圖所示：

使變阻器的阻值最大，作為定值電阻，閉合開關(guān)讀出電壓表的示數(shù)分別為U₁、U₂，則電流I=$\frac{{U}_{2}}{15Ω}$；
則R_x=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}}{15Ω}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$×15Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）15；（3）0.3；5； （4）電流表短路；（5）

實(shí)驗(yàn)電路圖	實(shí)驗(yàn)步驟及RX的表達(dá)式
	1．按實(shí)驗(yàn)電路圖接好電路； 2．把滑動(dòng)變阻器移到最大阻值處； 3．閉合開關(guān)，讀出電壓表V1和V2的讀數(shù)U1和 U2； 4表達(dá)式：Rx=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$×15Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題是伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、電表的讀數(shù)、電阻的計(jì)算、電路故障的分析、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，（5）是該題的難點(diǎn)，關(guān)鍵能夠理解變阻器最大阻值的應(yīng)用．