Question

13．在“用電壓表和電流表測電阻的實驗”中，
（1）實驗的原理是：R=$\frac{U}{I}$（寫公式）
（2）按圖甲電路圖，將圖乙中的實物用筆畫線表示導(dǎo)線連接起來（導(dǎo)線不交叉，電表均選用小量程，滑動變阻器阻值變化原理與電路圖相對應(yīng)）

（3）某次測量電壓表的示數(shù)為2V．電流表的示數(shù)如圖丙所示，則被冽電阻的阻值為5?；
（4）若用其它的方法測量電阻，老師提供了下列器材：一個標(biāo)準(zhǔn)電阻箱（能表示出阻值的變阻器，電路符號為，待測電阻Rx，若干開關(guān)、一個滿足實驗要求的電源、若干導(dǎo)線和一個刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表（電流表的量程足夠大），請利用所給的器材完成實驗．
①在圖丁的虛線方框內(nèi)畫出你設(shè)計的實驗電路圖；
②將下面的實驗步驟補充完整，并用字母表示需要測出的物理量；
步驟l：開關(guān)斷開，并按設(shè)計的電路圖連接電路：
步驟2：只閉合開關(guān)S₁，觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)的位置；
步驟3：斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱電阻的大小，觀察電流表的指針，使它指向前面記錄的位置；讀出此時電阻箱電阻的大小R₀．
③寫出R_x的表達式：R_x=R₀ （用測量的物理量表示）

Answer 1

分析 （1）用電壓表和電流表測電阻的實驗原理是：R=$\frac{U}{I}$；
（2）根據(jù)電路圖連接這實物圖，電表均選用小量程，變阻器滑片以左電阻絲連入電路中；
（3）讀取電流表示數(shù)前，應(yīng)該首先明確選擇的量程和對應(yīng)的分度值；已知電壓和電流，利用公式歐姆定律可以計算出電阻；
（4）此題屬于“一只電表測電阻”．由于器材相對不夠，不能用“伏安法”來測電阻，因此要運用“等效替代”的思想來設(shè)計測電阻的方法．題目中已經(jīng)給出的儀表是電流表，我們可以知道電流的大小．雖然不能準(zhǔn)確讀出電流值，但能比較電流的大�。�因此，電流這個物理量，我們可當(dāng)作已知量．

解答 解：（1）實驗的原理是：R=$\frac{U}{I}$；
（2）根據(jù)電路圖連接這實物圖，電表均選用小量程，變阻器滑片以左電阻絲連入電路中，如下左所示：
（3）某次測量電壓表的示數(shù)為2V．電流表的示數(shù)如圖丙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，則被測電阻的阻值為：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.0V}{0.4A}$=5?；
（4）①并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等．我們可以連接成并聯(lián)電路，讓未知電阻兩端電壓與連入電路中的電阻箱的兩端電壓相等．記下通過未知電阻中的電流的示數(shù)（其實指電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度），再將電流表接入電阻箱的支路中，如上右所示，使兩次電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度相同，這樣就能測出未知電阻的阻值．
②步驟l：開關(guān)斷開，并按設(shè)計的電路圖連接電路；
步驟2：只閉合開關(guān)S₁，觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)的位置；
步驟3：斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱電阻的大小，觀察電流表的指針，使它指向前面記錄的位置；讀出此時電阻箱電阻的大小R₀．
③寫出R_x的表達式：R_x=R₀．
故答案為：
（1）R=$\frac{U}{I}$；
（2）實物連接如上左圖：
（3）5；
（4）①實驗電路如上右圖：
②步驟2：只閉合開關(guān)S₁，觀察并記錄電流表指針偏轉(zhuǎn)的位置；
步驟3：斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱電阻的大小，觀察電流表的指針，使它指向前面記錄的位置；
③R₀．

點評 本題用電壓表和電流表測電阻，考查實驗原理、電路的連接、電阻計算和設(shè)計實驗方案的能力及等效替代法的運用．