Question

18．如圖所示，小明同學在“測未知電阻R_x”的實驗中．
（1）請用筆畫線代替導線，根據圖甲將圖乙所示的實物電路連接完整．
（2）閉合開關前，圖乙中滑動變阻器的滑片P應位于B（填“A”或“B”）端．
（3）閉合開關后，發(fā)現電流表指針幾乎不動，電壓表示數較大，故障的原因可能是R_x斷路．
（4）排除故障后，小明通過實驗得到數據如表所示，其中第1次實驗的電流表示數如圖丙所示，該電流值為0.1A，則所測電阻R_x的值是10Ω．

實驗序號	1	2	3
電阻Rx/Ω
電壓U/V	1.00	1.53	2.60
電流I/A		0.15	0.25

（5）若在實驗中，電壓表不能使用，仍利用原有電路進行實驗，已知滑動變阻器最大阻值為R₀，當滑片置于最左端時，電流表示數為I₁，滑片P置于最右端時，電流表示數為I₂，則未知電阻的表達式R_x=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$•R₀．

Answer 1

分析 （1）分析圖甲所示電路結構，明確各電路元件的連接方式，然后連接實物電路圖．
（2）為保護電路，閉合開關前，將滑片移至最大阻值處；
（3）電壓表有示數，電壓表的正負接線柱與電源正負極之間連接是連通的；
電流表的指針幾乎不偏轉說明是某處斷路，
（4）根據電壓表的量程和分度值讀出示數，根據歐姆定律結合表中數據可得電阻的阻值；
（5）分析電路圖，P移至最左端，滑動變阻器連入電阻為0，電路中只有R_x，根據歐姆定律可求電源電壓；
P移至最右端，滑動變阻器全連入，R₀和R_x串聯，根據歐姆定律可求電源電壓；
根據電源電壓不變列方程求解．

解答 解：（1）由圖甲所示電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯，電壓表與定值電阻并聯，電流表串聯在電路中，根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．

（2）由圖知，滑動變阻器的下面接了左邊的A接線柱，所以閉合開關前，應將滑片移至最右即B端，使其阻值最大；
（3）若R_x被短路，電壓表示數為電源電壓，電流表應該有示數，若R_x斷路，電壓表的正負接線柱與電源正負極之間連接是連通的，電壓表示數約為電源電壓；電壓表的電阻無限大，使得電路中的電流很小，電流表的指針幾乎不偏轉，
（4）由圖丙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.1A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻的阻值：R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω．
（5）P移至最左端，滑動變阻器連入電阻為0，電路中只有R_x，
根據歐姆定律可得：
U=I₁R_x-----①
P移至最右端，滑動變阻器全連入，R₀和R_x串聯，
根據歐姆定律可得：
U=I₂（R₀+R_x）----②
電源電壓不變，由①②得：
I₁R_x=I₂（R₀+R_x），
解得：R_x=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$•R₀．
故答案為：（1）見上圖；（2）B；（3）R_x斷路；（4）0.1；10；（5）$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$•R₀．

點評 本題是伏安法測電阻的實驗，考查了電路故障分析、電流表讀數、實驗數據分析等問題，這些都是電學實驗的基礎，也是重點，應熟練掌握．