Question

實(shí)驗(yàn)桌上準(zhǔn)備的器材有：電源（電壓穩(wěn)定，約為12V）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器（20Ω 1A）、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干．小明想利用這些器材測(cè)定某待測(cè)電阻R_x（阻值大約為25Ω），他連接的實(shí)物電路如圖所示．

（1）請(qǐng)指出實(shí)物圖中的兩處錯(cuò)誤：
①______．
②______．
（2）小明改正錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你在上面方框內(nèi)畫出小明實(shí)驗(yàn)的正確電路圖．
（3）閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，而電壓表指針卻未動(dòng)，經(jīng)檢查電壓表完好，請(qǐng)你分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的兩個(gè)原因：
①______．
②______．
（4）故障排除后進(jìn)行測(cè)量，為了減小誤差，需要對(duì)R_x的阻值進(jìn)行多次測(cè)量，在實(shí)驗(yàn)中是通過______來達(dá)到這個(gè)目的．
（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，愛動(dòng)腦筋的小明又想出了一個(gè)測(cè)電阻的方法．他將上面實(shí)驗(yàn)電路中的電壓表拆除，其他元件連接方式不變，利用這個(gè)電路測(cè)出了R_x的一個(gè)阻值．請(qǐng)簡(jiǎn)述小明實(shí)驗(yàn)的步驟，并寫出計(jì)算R_x的表達(dá)式．（設(shè)電源電壓未知）
實(shí)驗(yàn)步驟：______
表達(dá)式：R_x=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）實(shí)物連接圖中找錯(cuò)誤之處，主要從電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用上考慮：從電流表、電壓表的量程、連接方式、正負(fù)接線柱的接入方法上考慮，從滑動(dòng)變阻器接線柱的接入和滑片的位置考慮；
（2）由實(shí)物圖畫電路圖的方法：畫出電源符號(hào)，從正極開始，按照電流方向，依次畫出各元件的符號(hào)，回到電源的負(fù)極，最后把電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端．
（3）電流表明顯偏轉(zhuǎn)而電壓表針未動(dòng)，說明電路中有電流，問題出在電壓表或電壓表的并聯(lián)部分上；
（4）對(duì)R_x的阻值進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)可以通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻的大小改變待測(cè)電阻兩端的電壓和通過的電流；
（5）滑動(dòng)變阻器的最大阻值已知，滑動(dòng)變阻器和被測(cè)電阻串聯(lián)，讓滑動(dòng)變阻器全部接入和不接入，來改變電路的電阻，完成電流表的兩次測(cè)量，利用兩次電路的電源電壓相等，列出等式，解出R_x．
解答：解：（1）滑動(dòng)變阻器有4個(gè)接線柱，選擇一上一下，把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，都接下面兩個(gè)接線柱，滑動(dòng)變阻器相當(dāng)于定值電阻；電流從電流表的負(fù)接線柱流入，從正接線柱流出，會(huì)使電流表指針反偏；
（2）畫出電源符號(hào)，按照電流方向，從電源正極開始，依次畫出開關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)電阻回到電源的負(fù)極，然后把電壓表并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端，如下圖所示：

（3）電流表有示數(shù)說明電路中有電流，而電壓表沒有示數(shù)可能原因有：待測(cè)電阻R_x短路，或電壓表接線柱接觸不良，或電壓表沒有接通等；
（4）為了達(dá)到多次測(cè)量減小誤差的目的，實(shí)驗(yàn)中通過多次改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置來改變待測(cè)電阻兩端的電壓和通過的電流；
（5）實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開關(guān)，使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最�。�為零），記下電流表的示數(shù)I₁；
②將滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I₂；
∵電源的電壓不變，
∴U=I₁R_x=I₂（R_x+R），
解得：R_x==．
故答案為：
（1）①滑動(dòng)變阻器接為定值電阻；②電流表正負(fù)接線柱接反；
（2）如上圖所示；
（3）①待測(cè)電阻R_x短路；②電壓表接線柱接觸不良等；
（4）多次改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置；
（5）實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開關(guān)，使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最�。�為零），記下電流表的示數(shù)I₁；
②將滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I₂；
表達(dá)式：R_x=．
點(diǎn)評(píng)：常規(guī)測(cè)電阻是利用伏安法，在電壓表或電流表缺少時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器最大電阻已知時(shí)，采用滑動(dòng)變阻器和被測(cè)電阻串聯(lián)；滑動(dòng)變阻器的阻值最大和最小時(shí)，完成兩次測(cè)量，根據(jù)U=IR表示出電源電壓，利用兩次過程的電源電壓相等，列出等式，解被測(cè)電阻R_x．