Question

13．要測(cè)量一個(gè)阻值約為幾百歐的電阻R_x，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電源（電壓為3V）、學(xué)生用電流表（量程為0～0.6A、0～3A）、學(xué)生用電壓表（量程為0～3V、0～15V）、滑動(dòng)變阻器R₁和電阻箱R₂ （0～9999Ω 5A）各一個(gè)，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干．

（1）小明用伏安法測(cè)量該電阻，甲圖是小明連接的電路．連接電路時(shí)，小明注意到了開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑片P應(yīng)該滑到右邊（“左邊”或“右邊”）；
（2）接通電路后，觀察到電流表無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V，若電路只有一處故障，則可能是電阻斷路；
（3）在排除故障換用新元件后，經(jīng)檢查電路完好．閉合開(kāi)關(guān)，逐漸減小滑動(dòng)變阻器的接入電阻至最小，電壓表示數(shù)逐漸變大，但電流表的指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電流太小的原因是待測(cè)電阻的阻值較大且電源電壓低，所以按小明所選的器材不能用伏安法測(cè)出該電阻的阻值；
（4）小明又想到一種新的測(cè)量方法，電路如圖乙所示，操作如下：先閉合S₁、斷開(kāi)S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁，使電壓表的示數(shù)為U；再斷開(kāi)S₁、閉合S₂，調(diào)節(jié)R₂，使電壓表的示數(shù)為U，記錄此時(shí)電阻箱的示數(shù)R；則R_x=R₂．

Answer 1

分析 （1）連接電路前，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)；滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為最大．由圖知滑動(dòng)變阻器接入電路的為左半部分電阻，據(jù)此判斷滑片位置；
（2）電壓表有示數(shù)并等于電源電壓，電流表無(wú)示數(shù)，故障只有與電壓表并聯(lián)的電路斷路了；
（3）當(dāng)電路中電壓不變時(shí)，電阻減小，電流表示數(shù)太小，原因可能是電源電壓太小或所測(cè)電阻太大；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律即可分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程．

解答 解：（1）連接電路前，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)；滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為最大．由圖知滑動(dòng)變阻器接入電路的為左半部分電阻，可以判斷滑片在最右邊時(shí)連入電路中的電阻最大．
（2）電流表沒(méi)有示數(shù)說(shuō)明電路斷路了，而電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表兩接線(xiàn)柱到電源間是通路，則故障為：電阻斷路；
（3）因?yàn)殡娫措妷簽?V，而電阻R_x的阻值大約為幾百歐，即待測(cè)電阻的阻值較大且電源電壓低，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流太小，所以不能用伏安法測(cè)出該電阻的值；
（4）如圖乙所示，先閉合S₁、斷開(kāi)S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁，使電壓表的示數(shù)為U；再斷開(kāi)S₁、閉合S₂，調(diào)節(jié)R₂，使電壓表的示數(shù)為U，記錄此時(shí)電阻箱的示數(shù)R；
由于串聯(lián)電路中電源電壓和滑動(dòng)變阻器R₁兩端的電壓不變，則R_x=R． 
故答案為：（1）斷開(kāi)；右邊；（2）電阻斷路；（3）待測(cè)電阻的阻值較大且電源電壓低．（4）R₂；U；R．

點(diǎn)評(píng) 此題測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)，考查了電路實(shí)驗(yàn)的分析和設(shè)計(jì)．要根據(jù)不同的情況用不同的方法測(cè)量電阻．