Question

【題目】某同學(xué)根據(jù)如圖甲素食店路完成“伏安法測量定值電阻”的實驗．

（1）根據(jù)圖甲，將圖乙中的實物電路連接完整．

（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)．①若發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的示數(shù)都很大，這說明小華在實驗操作上存在的問題是 ；②若電壓表示數(shù)約為3V，但無論怎樣移動變阻器滑片，電流表示數(shù)始終為0，則電路中出現(xiàn)的故障可能是 ；

（3）排除以上故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，把測量的幾組數(shù)據(jù)描成如圖丙所示的圖象，則該電阻的阻值R= ；

（4）完成上述實驗后，小明還想測量一段電爐絲的電阻Rx，可是在連接電路時，發(fā)現(xiàn)電流表和滑動變阻器都已損壞．于是小明就利用剛才已測得的定值電阻R，重新設(shè)計并連接了如圖丁所示的電路，電源電壓未知且恒定不變．請把下列實驗步驟補充完整：步驟1：只閉合開關(guān)S1，記下電壓表的示數(shù)為U1；

步驟2： ．Rx的表達式為 ．

Answer 1

【答案】（1）如圖所示；

（2）①未將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處；②定值電阻斷路；

（3）3；

（4）閉合開關(guān)S1、S2，記下電壓表的示數(shù)為U2；

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程且與定值電阻并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；

（2）①為保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片應(yīng)位于最大阻值處；

②電壓有示數(shù)說明電壓表與兩接線柱與電源之間是通路，電流表無示數(shù)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)部分斷路；

（3）從圖象中讀出任意一組電流和電壓值，根據(jù)歐姆定律求出電阻的阻值；

（4）由圖丁可知，只閉合開關(guān)S1時，R與Rx串聯(lián)，電壓表測Rx兩端的電壓，當開關(guān)S1、S2閉合時，電路為Rx的簡單電路，電壓表測電源的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出Rx的阻值．

解：（1）由實物電路圖可知，電源是由兩節(jié)干電池串聯(lián)串聯(lián)組成的，其電壓為3V，則電壓表選0～3V，且與定值電阻并聯(lián)；

滑動變阻器的左下方接線柱與定值電阻相連，如下圖所示：

（2）①為保護電路，在連接電路時，開關(guān)應(yīng)當處于斷開狀態(tài)；閉合開關(guān)前滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值狀態(tài)，而本題中電流表和電壓表的示數(shù)都很大，說明滑動變阻器的阻值沒有在最大值處；

②電壓有示數(shù)說明電壓表與兩接線柱與電源之間是通路，電流表無示數(shù)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)部分定值電阻斷路；

（3）由圖象可知，當U=1.2V時，通過的電流I=0.4A，

由I=可得，定值電阻R===3Ω；

（4）由電路圖可知，

步驟1：只閉合開關(guān)S1，記下電壓表的示數(shù)為U1；

步驟2：閉合開關(guān)S1、S2，記下電壓表的示數(shù)為U2；

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，R兩端的電壓UR=U2﹣U1，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，電路中的電流：

I==，即=，

解得：Rx=．

故答案為：

（1）如上圖所示；

（2）①未將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處；②定值電阻斷路；

（3）3；

（4）閉合開關(guān)S1、S2，記下電壓表的示數(shù)為U2；．