Question

14．在做“伏安法測量定值電阻”的實驗中，小明同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路，請你完成下列問題．

（1）該實驗的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最右端（選填“左”或“右”）．
（3）在某次測量中，當(dāng)電流為0.2A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，則這時的阻值R=9.5Ω．
（4）經(jīng)過多次測量，測出R的阻值后，小明還想測量一段電爐絲的電阻R_x，但在連接電路時，發(fā)現(xiàn)電流表和變阻器都已損壞．于是小明就利用剛才已測得的定值電阻R，重新設(shè)計并連接了圖丙所示電路．電源電壓未知且恒定不變．請把下列實驗步驟補(bǔ)充完整：
只閉合開關(guān)S₁，讀出電壓表的示數(shù)為U₁；再閉合開關(guān)S₂，讀出讀出電壓表的示數(shù)為U₂．可得到電阻表達(dá)式：R_x=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）伏安法測電阻的實驗原理：R=$\frac{U}{I}$．
（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處．
（3）明確電壓表選取的量程和最小分度值，讀出電壓值，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算出電阻值的大�。�
（4）沒有電流表，找出R_X的電流是關(guān)鍵．
根據(jù)串聯(lián)電路電流相等，得到R的電流即R_X的電流．
閉合S₁測R_X電壓，再閉合S₂測電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，得出R電壓，根據(jù)歐姆定律，計算R的電流．

解答 解：（1）實驗原理：R=$\frac{U}{I}$．
（2）滑動變阻器接左半段，滑片處于右端，滑動變阻器連入電路的電阻最大，電路電流最小，對電路起保護(hù)作用．
（3）電壓表的選取0～3V量程，最小分度值為0.1V，讀數(shù)為1.9V，
由I=$\frac{U}{R}$得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.9V}{0.2A}$=9.5Ω；
（4）R與R_X串聯(lián)，只閉合S₁，測R_X電壓U₁；
再閉合開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)為U₂，即電源電壓．
I_X=I，$\frac{{U}_{1}}{{R}_{X}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$，
所以，R_X=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）右；（3）9.5；（4）電壓表的示數(shù)為U₁；讀出電壓表的示數(shù)為U₂；$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

點(diǎn)評 沒有電壓表，利用已知電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；
沒有電流表，利用電壓表和已知電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測電阻．