Question

1．在測(cè)量某定值電阻的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器銘牌上標(biāo)有“20Ω 1A”．
（1）圖甲是小雨同學(xué)連接的部分電路，請(qǐng)你用筆畫線將電路連接完整．
（2）連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則電路中發(fā)生的故障可能是電阻Rx短路．
（3）排除故障后，小雨調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則電流表的示數(shù)為0.48A，電阻的阻值為5Ω．
（4）測(cè)出電阻后，小雨認(rèn)為實(shí)驗(yàn)完成了，小虹則認(rèn)為僅這樣就得出電阻的阻值不夠可靠，原因是只測(cè)一組數(shù)據(jù)，誤差較大．
（5）小雨正準(zhǔn)備繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電流表已損壞．她利用電壓表和滑動(dòng)變阻器對(duì)該電阻Rx再次測(cè)量．請(qǐng)你幫她將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
①按照所設(shè)計(jì)的電路圖連接好電路；
②將滑片移至最大阻值處，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U₁；
③將滑片移至最小阻值處，讀出電壓表的示數(shù)U₂；
  ④根據(jù)已知條件和測(cè)量結(jié)果，寫出此方法所測(cè)得的該電阻的表達(dá)式：Rx=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}-{U}_{1}}$×R₀．（滑動(dòng)變阻器最大阻值用R₀表示）．

Answer 1

分析 （1）將變阻器串聯(lián)在電路中，且要接一上一下；
電壓表與電阻并聯(lián)，根據(jù)電源電壓選擇其量程；
（2）電流表有示數(shù)，則應(yīng)排除斷路，電壓表無示數(shù)，則說明與電壓表并聯(lián)的電路短路；
（3）根據(jù)圖乙讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；
（4）為減小誤差應(yīng)多次測(cè)量求平均值；
（5）將電壓表與電阻并聯(lián)，分別使滑動(dòng)變阻器的阻值最大和最小，讀出兩次的電壓表示數(shù)，根據(jù)變阻器阻值最大時(shí)的電壓求得電路中的電流，從而可求出被測(cè)電阻值．

解答 解：（1）將電壓表與電阻并聯(lián)，電源由兩節(jié)干電池組成，所以電壓表可選擇0～3V量程；
滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，已接了下面一個(gè)接線柱，可再接上面任意一個(gè)接線柱，如圖所示：

（2）電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，說明沒有發(fā)生斷路，是與電壓表并聯(lián)的電阻短路造成；
（3）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.2A，示數(shù)為0.48A，則I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.4V}{0.48A}$=5Ω；
（4）只測(cè)一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)具有偶然性，誤差較大，應(yīng)多測(cè)幾組數(shù)據(jù)求平均值；
（5）將滑片移至最大阻值處，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U₁；將滑片移至最小阻值處，讀出電壓表的示數(shù)U₂；
則變阻器兩端的電壓U_滑=U₂-U₁；
則電路中的電流I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$；
則R的阻值R=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{20Ω}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}-{U}_{1}}$×R₀．
故答案為：（1）見上圖；（2）電阻Rx短路；（3）0.48；5；（4）只測(cè)一組數(shù)據(jù)，誤差較大；（5）②將滑片移至最大阻值處，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U₁；③將滑片移至最小阻值處，讀出電壓表的示數(shù)U₂；④$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}-{U}_{1}}$×R₀．

點(diǎn)評(píng) 本題是伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、電路故障的分析、電表的讀數(shù)、電阻的計(jì)算、特殊法測(cè)電阻的掌握，考查全面，難度適中．