Question

同學(xué)們利用如圖1的電路來(lái)測(cè)量一未知電阻R_x

（1）閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)電阻器的滑片向左移動(dòng)到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.2V．電流表的示數(shù)如圖2圖所示，則I=　　A，R_x=　　Ω．

（2）某次測(cè)量中，發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù)，而電流表有示數(shù)，而故障出現(xiàn)在R或Rx，則故障原因是　　．

（3）將電阻Rx換成小燈泡，測(cè)定小燈泡電阻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三次測(cè)量的電阻相差較大．經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)識(shí)到：實(shí)驗(yàn)有誤差是肯定的，但這個(gè)現(xiàn)象不能單純用誤差來(lái)解釋因?yàn)槿绻�是誤差，那么三次測(cè)得的電阻值應(yīng)該相差　（選填“較大”或“較小”），并具有　小　的特點(diǎn)（選填“逐次增大”、“逐次減小”或“時(shí)大時(shí)小”）后來(lái)，同學(xué)們注意到燈泡發(fā)熱發(fā)光的特殊性，認(rèn)為燈泡的電阻可能與　　有關(guān)，并通過(guò)查閱課本得到了證實(shí)．

（4）同學(xué)們又設(shè)計(jì)了如圖3所示的測(cè)量電路，同樣可以測(cè)量未知電阻，其中R₀是已知阻值的定值電阻，請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)把實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整

①　　，用電壓表測(cè)出電源的電壓為U

②　　，用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端的電壓為U₁

③請(qǐng)用測(cè)量值U和U₁，已知量R₀來(lái)表示R_x=　　．

Answer 1

分析： （1）由圖2所示電流表確定電流表量程與分度值，然后讀出電流表示數(shù)；然后由歐姆定律求出燈泡電阻．

（2）電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路中無(wú)斷路，而電壓表無(wú)示數(shù)，則電壓表或電阻短路．

（3）當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的物理量是定值時(shí)，由于誤差，測(cè)量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較小的差值．如果出現(xiàn)較大的差值，要么測(cè)量錯(cuò)誤，要么另有原因．導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度、橫截面積、材料、溫度有關(guān)，從導(dǎo)體電阻大小影響因素來(lái)考慮．

（4）由電路圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S₁均閉合時(shí)電路為R_x的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合、S₁斷開(kāi)時(shí)，R₀、R_x串聯(lián)，電壓表測(cè)R_x兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)和定值電阻的阻值求出R_x的阻值，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟得出結(jié)果．

解答： 解：（1）由圖2所示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.3A；

由I=得：

電阻R===4Ω．

（2）由圖可知，電壓表與電阻R并聯(lián)，由于電壓表無(wú)示數(shù)，所以電壓表短路或電路中斷路，而電流表有示數(shù)，所以電路不能斷路，故障出現(xiàn)在R或R_x，只可能R短路．

（3）如果只是誤差，三次測(cè)量值相差會(huì)比較小，時(shí)大時(shí)小，現(xiàn)在測(cè)量值相差比較大，可能是錯(cuò)誤，可能是其它原因．

燈絲電壓增大，亮度增強(qiáng)，電阻增大，不是錯(cuò)誤的原因．實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈絲長(zhǎng)度、橫截面積、材料不變，電壓增大，亮度增大，溫度升高，電阻增大，電阻可能與溫度有關(guān)．

（4）實(shí)驗(yàn)步驟：

①閉合開(kāi)關(guān)S、S₁，用電壓表測(cè)出電源的電壓U；

②閉合開(kāi)關(guān)S、斷開(kāi)S₁，用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻R_x兩端的電壓為U₁；

③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，R₀兩端的電壓：

U₀=U﹣U_x=U﹣U₁，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，I==，即=，

解得：R_x=．

故答案為：

（1）0.3；4；

（2）；

（3）較��；時(shí)大時(shí)��；溫度；

（4）①閉合開(kāi)關(guān)S、S₁；

②閉合開(kāi)關(guān)S、斷開(kāi)S₁；

③R_x=．