Question

【題目】在“伏安法測定值電阻”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)所用電源電壓恒定不變，但電源電壓未知，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω、1.5A”樣，電壓表和電流表的量程合適，他已連接了部分電路，如圖1所示．請(qǐng)你接著完成下列問題：

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1中的電路連接完整，電壓表選用0～3V量程（連線不得交叉）．
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖2所示，定值電阻Rx電阻為Ω．

（3）進(jìn)行了上步計(jì)算后，小明認(rèn)為實(shí)驗(yàn)完成了，小亮則認(rèn)為僅這樣就得出電阻的阻值不夠可靠．原因是 ．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中電流表突然損壞．小明利用現(xiàn)有器材，在無需換接電壓表的情況下設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)畫出小明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電路圖，并完善下列步驟及測量定值電阻的表達(dá)式．
①按照電路圖連接好電路 ；
②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接人電路的阻值為 Ω時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)U1；
③再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接人電路的阻值為 Ω時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)U2；
④根據(jù)已知條件和測量結(jié)果，寫出定值電阻的表達(dá)式：Rx= Ω（用符號(hào)表示）．

Answer 1

【答案】
（1）

解：如圖所示：

（2）10
（3）一次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果誤差較大
（4）；20；0；
【解析】解：（1）滑動(dòng)變阻器“一上一下”的方式串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器已經(jīng)選定了下面接線柱，
故只需上面任一接線柱與定值電阻左接線柱連接，電壓表與定值電阻并聯(lián)，如圖所示：
；（2）電流表選擇0～0.6A的量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A；
由I= 知，定值電阻Rx電阻：Rx= = =10Ω．（3）定值電阻的阻值不變，一次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果誤差較大，為了使測量更準(zhǔn)確，要進(jìn)行多次測量，求電阻的平均值減小誤差．（4）沒有電流表，可以利用滑片滑到最右端和最左端，使電路處于兩種狀態(tài)，根據(jù)電源電壓相等求解．
利用滑動(dòng)變阻器滑到右端，定值電阻與滑動(dòng)變阻器最大值20Ω串聯(lián)在電路中，記下電壓表示數(shù)U1 ，
滑動(dòng)變阻器滑到左端，只有定值電阻RX接入電路，記下電壓表示數(shù)U2 ， 如下圖所示：

實(shí)驗(yàn)步驟：①按照電路圖連接好電路；②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接人電路的阻值為20Ω時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)U1；③再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接人電路的阻值為0Ω時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)U2；④當(dāng)滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值為0Ω時(shí)，電路為Rx的簡單電路，
此時(shí)電壓表測電源電壓，即電壓表示數(shù)U2 ，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入電路時(shí)，此時(shí)定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，
電壓表測Rx兩端的電壓，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U滑=U2﹣U1 ，
電路中的電流：I= = ，
由I= 得，定值電阻Rx的阻值：
Rx= = = Ω．
所以答案是：（1）見上圖；（1）10；（3）一次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果誤差較大；（4）見上圖；②20；③0；④ ．（或②0；③20；④ ）