Question

14．在“測未知電阻R_x的阻值”實驗中，請完成下列相關(guān)問題：

（1）如圖1是某同學(xué)實驗中連接的部分電路，用筆畫線代替導(dǎo)線將其連接完整．
（2）該同學(xué)在連接電路等工作閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表和電壓表指針只有很小的偏轉(zhuǎn)，分析其原因是變阻器的最大阻值較大．
（3）把第二次測量時，如圖2所示的電流表的示數(shù)填入表中相應(yīng)的位置．
（4）處理表中記錄的實驗數(shù)據(jù)，得出未知電阻R_x的阻值為5.1Ω（保留一位小數(shù)）．

實驗次數(shù)	電壓/V	電流/A
1	1.2	0.24
2	1.6
3	2.4	0.48

（5）另有同學(xué)設(shè)計了如圖3所示的測量方案，R₀為定值電阻，閉合開關(guān)S，如果電壓表V₁和V₂的讀書分別為U₁和U₂，則電阻R_x的阻值表達(dá)式為R_x=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$R₀．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動變阻器一上一下串聯(lián)在電路中；
（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象可知電路中電流值很小，是由于總電阻過大造成；
（3）根據(jù)圖2確定電流表的量程和分度值，讀出電流表的示數(shù)；
（4）根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算出三種情況下的電阻值，求出平均值；
（5）計算出R₀的電流，可知R_x的電流，由R=$\frac{U}{I}$得出R_x的表達(dá)式．

解答 解：（1）將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動變阻器已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱串聯(lián)在電路中，如圖所示：

（2）燈泡不亮，電流表和電壓表指針只有很小的偏轉(zhuǎn)，說明電路中的電流很小，是由于變阻器的最大阻值較大造成；
（3）由圖2知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.3A；
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算出三次測量的電阻值分別為5Ω、5.3Ω、5Ω，則被測電阻的阻值：
R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{5Ω+5.3Ω+5Ω}{3}$≈5.1Ω；
（5）兩電阻串聯(lián)，電流相等，則I_x=I₀=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$，R_x=$\frac{{U}_{2}}{\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$R₀．
故答案為：（1）見上圖；（2）變阻器的最大阻值較大；（3）0.3；（4）5.1；（5）$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$R₀．

點評 本題是伏安法測電阻的實驗，考查了電路的連接、電流表的讀數(shù)、電阻的計算及在沒有電流表情況下電阻的測量方法，考查全面，應(yīng)熟練掌握．