Question

要測量一個阻值約為幾百歐的電阻R_x．實驗室提供的器材有：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）、滑動變阻器R₁和電阻箱R₂(0～9999Ω  5A)各一個，開關(guān)、導(dǎo)線若干．

(1)小明用伏安法測量該電阻，右圖是小明連接的電路．連接電路時，小明注意到了開關(guān)應(yīng)   ；接通電路前，小明還應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至最   （左／右）端．接通電路后，觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn)，示數(shù)為零，電壓表示數(shù)為2V．請你判斷：

①電路中哪一個元件有故障？答：   ；

②該元件發(fā)生了什么故障？答：   ．

(2)在排除故障換用新元件后，經(jīng)檢查電路完好．閉合開關(guān)，逐漸減小滑動變阻器的接入電阻至最小，電壓表有示數(shù)，但電流表的指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，電流太小的原因是   ．所以按小明所選的器材不能用伏安法測出該電阻的值．

(3)請你幫助小明在實驗室所提供的器材中選擇合適的器材，設(shè)計實驗方案測出該電阻的值．

(a)在虛線方框中畫出實驗電路圖；

(b)簡述實驗步驟：   ；（用相應(yīng)的字母表示各個測出的物理量）

(c)寫出待測電阻R_x的表達式：   ．

 

Answer 1

【答案】

(1)斷開 右   ①電流表 ②短路

(2)待測電阻的阻值較大且電源電壓低

(3)(a)如下圖所示

(b)按圖連接好電路；閉合S₁調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表顯示合適的值；斷開S₁閉合S₂，保持滑動變阻器阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱的值使電壓表仍顯示原來的值；讀出電阻箱的阻值R．

另法：(a)如右圖所示

(b)按圖連接好電路；閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表

顯示合適的示數(shù)，讀出示數(shù)U₂，讀出電阻箱的接入電阻R₂，記下電源電壓U總 (3V)。

(c)R_x=  (或：R_x=)（該題有多解，只要合理均得分）

【解析】

考點：伏安法測電阻的探究實驗．

分析：（1）在連接電路時，應(yīng)注意開關(guān)斷開，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片移至最大阻值處．若電流表無示數(shù)，說明電路發(fā)生了斷路，根據(jù)電壓表的情況判斷是哪兒發(fā)生了斷路．?dāng)嚅_處的電壓約等于電源電壓．

（2）根據(jù)歐姆定律，在電壓不變的情況下，若電路的電阻增大，則電路中的電流減小，若電阻值很大，則電路中的電流會很�。�若電流值小于電流表的分度值時，將無法準(zhǔn)確地測出電流值．

（3）由于R_x電阻值很大，所以電路中的電流會很小，可設(shè)法利用串分壓的知識解決．而滑動變阻器與R_x的阻值相比相差太大，所以此時應(yīng)用電阻箱來代替滑動變阻器．