Question

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=

U

I

．
（2）連接電路時，應(yīng)將開關(guān)

斷開

；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最

右

端（填“左”或“右”）．
（3）連接完電路后，閉合開關(guān)，無論怎樣移動滑片，電流表指針均無偏轉(zhuǎn)，電壓表的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，這可能是由于

定值電阻

斷路造成的．
（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器，把測量的幾組數(shù)據(jù)描成如圖乙所示的圖象，則該電阻的阻值R=

3

Ω．
（5）完成上述實驗后，小明還想測量一段電爐絲的電阻R_x，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，并將電路圖畫出．
①只閉合開關(guān)S₁，

讀出電壓表的示數(shù)U₁

；
②

只閉合開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)U₂

．
電阻表達式：R_x=

U2-U1

U1

?R

．電路圖是：

．

Answer 1

分析：（1）伏安法測電阻的基本原理是R=

U

I

；
（2）在連接電路時，為防止連接最后一根導(dǎo)線使電路中的電流過大，燒壞電路元件電路的開關(guān)應(yīng)斷開；在開關(guān)閉合前，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；
（3）電流表指針無偏轉(zhuǎn)，說明電路存在斷路；電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；
（4）由圖乙找出一組電壓和對應(yīng)的電流值，根據(jù)測量原理得到定值電阻的阻值；
（5）電流表和滑動變阻器損壞無法使用，但電壓表可以測量電爐絲電壓，要測量電爐絲的電阻，還要知道通過電爐絲的電流，所以電爐絲與定值電阻組成串聯(lián)電路，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等間接測量．

解答：解：
（1）該實驗的原理是R=

U

I

；
（2）在連接電路時，開關(guān)必須斷開；在開關(guān)閉合前，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值的右端；
（3）連接完電路后，閉合開關(guān)，無論怎樣移動滑片，電流表指針均無偏轉(zhuǎn)，電壓表的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，這可能是由于定值電阻斷路造成的；
（4）由圖乙可知：當(dāng)電壓為U=1.8V時，電流為I=0.6A，
所以定值電阻的阻值為R=

U

I

=

1.8V

0.6A

=3Ω；
（5）實驗電路圖：
；
實驗步驟：①只閉合開關(guān)S₁，讀出電壓表的示數(shù)U₁；
②只閉合開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)U₂．
電路電流為I=

U1

R

，
電爐絲兩端電壓為U_x=U₂-U₁，
電爐絲電阻為R_x=

Ux

I

=

U2-U1

U1 R

=

U2-U1

U1

?R．
故答案為：
（1）R=

U

I

；
（2）斷開；右；
（3）定值電阻；
（4）3；
（5）①讀出電壓表的示數(shù)U₁；②只閉合開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)U₂；

U2-U1

U1

?R；電路圖同上．

點評：此題考查的是伏安法測電阻的基本過程，包括原理、連接注意事項、故障原因、電阻計算和利用電壓表和定值電阻測量未知電阻，最后一題有難度，知道利用串聯(lián)電路電流相等設(shè)計電路是關(guān)鍵．