Question

18．小博將完好儀器連接成如圖1所示的電路（其中滑動變阻器的連線沒有畫出），用來探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系．

（1）合上開關(guān)進(jìn)行實驗時發(fā)現(xiàn)，無論怎樣移動滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)都不為零，但始終沒有變化．則該同學(xué)把滑動變阻器接入電路中的方式可能是A、B（填寫代號）
A．G與C相連，F(xiàn)與H相連
B．G與C相連，D與H相連
C．G與E相連，F(xiàn)與H相連
D．G與E相連，D與H相連
（2）小博發(fā)現(xiàn)了（1）中的問題并作了改正．請用筆畫線代替導(dǎo)線把滑動變阻器正確接入電路中，要求：滑片P向右移動時電流表示數(shù)逐漸增大．
（3）實驗測得的數(shù)據(jù)如表所示．根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖2中描點，并作出U-I圖線．

U/V	U/A
0.5	0.1
1.0	0.2
1.5	0.3
2.0	0.4
2.5	0.5

（4）小博探究完電阻上的電流跟兩端電壓后，看到實驗臺還有一個未知電阻R_x，他就想用自己的定值電阻R₀和電壓表、電源、開關(guān)和導(dǎo)線等測量這個未知電阻的阻值．
實驗步驟如下：
步驟一：在方框中畫出實驗時所需的電路圖3．
步驟二：將電壓表并聯(lián)在R_x兩端，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U_x．
步驟三：將電壓表并聯(lián)在R₀兩端，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U₀．
步驟四：寫出R_x的表達(dá)式R_x=$\frac{{U}_{x}}{{U}_{0}}$R₀（用R₀U_xU₀表示）

Answer 1

分析 （1）移動滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)都不為零，但始終沒有變化．說明滑動變阻器的電阻不變，要么都連上面兩個接線柱，要么都連下面兩個接線柱；
（2）滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片P向右移動時電流表示數(shù)逐漸增大，說明接入電路中的電阻變小，則變阻器的右下方接線柱必須接入電路中；
（3）利用數(shù)學(xué)方法的描點法描出電壓和電流對應(yīng)的各點，連接起來；
（4）若要測出電阻，則需測出電壓和電流，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計算出電阻；若沒有電流表，則需用定值電阻和電壓表來充當(dāng)電流表與被測電阻組成一個串聯(lián)電路，計算出定值電阻的電流便可知未知電阻的電流，從而計算出電阻的值．

解答 解：（1）A．G與C相連，F(xiàn)與H相連，滑動變阻器連入右半段，移動滑片，能改變連入電路的電阻，改變電壓和電流，不符合題意；
B．G與C相連，D與H相連，滑動變阻器沒有連入電路，移動滑片，不能能改變連入電路的電阻，不能改變電壓和電流，符合題意；
C．G與E相連，F(xiàn)與H相連，滑動變阻器全部連入電路，相當(dāng)于定值電阻，移動滑片，不能能改變連入電路的電阻，不能改變電壓和電流，符合題意；
D．G與E相連，D與H相連，滑動變阻器連入左半段，移動滑片，能改變連入電路的電阻，改變電壓和電流，不符合題意．
（2）滑動變阻器的右下方接線柱與任意上方接線柱接入電路中時，滑片P向右移動時電流表示數(shù)逐漸增大，如下圖所示：

（3）首先確定電流為橫坐標(biāo)，標(biāo)出對應(yīng)的電流0.1A、0.2A、0.3A、0.4A、0.5A，
再確定電壓為縱坐標(biāo)，標(biāo)出對應(yīng)的電壓0.5V、1.0V、1.5V、2.0V、2.5V，
描出（0.1，0.5）（0.2，1.0）（0.3，1.5）（0.4，2.0）（0.5，2.5）各點，連接各點畫出圖象如下圖所示：

（4）步驟一：將定值電阻與未知電阻組成一個串聯(lián)電路，電壓表分別與它們并聯(lián)，測出定值電阻和未知電阻兩端的電壓，如圖所示：

步驟二：將電壓表并聯(lián)在R_x兩端，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U_x．
步驟三：將電壓表并聯(lián)在R₀兩端，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U₀．
步驟四：因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，
解得：R_x=$\frac{{U}_{x}}{{U}_{0}}$R₀．
故答案為：
（1）A、B；
（2）電路圖如上圖所示；
（3）圖象如上圖所示；
（4）步驟一：如上圖所示；步驟二：并聯(lián)；R_x=$\frac{{U}_{x}}{{U}_{0}}$R₀．

點評 探究電流和電壓、電阻的關(guān)系要用到控制變量法，此題主要考查了滑動變阻器的連接、描點法圖象的畫法以及安阻法測電阻實驗的設(shè)計，明確串并聯(lián)電路的特點是關(guān)鍵．