Question

11．小明在“伏安法”測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，選擇的電源電壓為4V．
（1）在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)該斷開；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，無論怎樣移動(dòng)滑片，電流表和電壓表的示數(shù)都很小且無變化，其原因可能是滑動(dòng)變阻器全部接了下方兩接線柱；
（3）排除故障后，連接的電路連接如圖甲所示，當(dāng)電壓表示數(shù)是2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)（圖乙所示）是0.5A，被測(cè)電阻的阻值是5Ω；
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，多次改變滑片位置并進(jìn)行測(cè)量的目的是減小誤差．
【拓展】實(shí)驗(yàn)結(jié)束，小明想利用阻值為R₀的定值電阻和一只電流表測(cè)量未知電阻R_x的阻值，他選擇了滿足這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖丙所示，請(qǐng)你完成下列問題：
（1）為了測(cè)出電阻R_x的阻值，添加一根導(dǎo)線完成如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（2）開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為I₁；只閉合開關(guān)S₂時(shí)，電流表的示數(shù)為I₂，電阻R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$（用已知量和測(cè)量量表示）

Answer 1

分析 （1）在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)該斷開；
（2）接通電路后，實(shí)驗(yàn)時(shí)無論怎樣移動(dòng)滑片，電流表和電壓表的示數(shù)都很小，說明電路中接入了大的電阻；且無變化，說明滑片不能起調(diào)節(jié)作用；
（3）看清量程和分度值，讀出示數(shù)，利用R=$\frac{U}{I}$求出電阻；
（4）在定值電阻的阻值，應(yīng)多測(cè)幾次求平均值，這樣可以減小誤差；
拓展（1）實(shí)驗(yàn)中沒有電壓表，被測(cè)電阻已經(jīng)被一個(gè)開關(guān)斷路，故設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路找電壓相等；
（2）通過開關(guān)閉合與斷開，使電路處于兩種狀態(tài)，利用電源電壓保持不變，找電路兩種狀態(tài)下的電壓相等；
在已知電阻和被測(cè)電阻并聯(lián)，測(cè)量各支路電路中的電流，利用電源電壓相等，列出等式求解．

解答 解：（1）在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)該斷開；
（2）接通電路后，實(shí)驗(yàn)時(shí)無論怎樣移動(dòng)滑片，電流表和電壓表的示數(shù)都很小，說明電路中接入了大的電阻；且無變化，說明滑片不能起調(diào)節(jié)作用，故線路故障為滑動(dòng)變阻器全部接了下方兩接線柱；
（3）電流表所接量程為0～0.6A，分度值為0.02A，此時(shí)示數(shù)為0.5A；
由于被測(cè)電阻兩端的電壓為U=2.5V，則被測(cè)電阻的阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
（4）在實(shí)驗(yàn)中，為減小誤差，應(yīng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值，測(cè)三組數(shù)據(jù)求平均值．
【拓展】（1）已知定值電阻和被測(cè)電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，測(cè)串聯(lián)電路的電流；
再把被測(cè)電阻斷路，只有已知電阻接在電路中，測(cè)此時(shí)R₀電路的電流；
根據(jù)兩種電路狀態(tài)下電源電壓相等求解，如下圖所示：

（2）只閉合開關(guān)S₂時(shí)，電路為R₀的簡(jiǎn)單電路，電流表的示數(shù)為I₂，則電源的電壓為U=I₂R₀；
開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，電路為R₀、R_x并聯(lián)，電流表的示數(shù)為I₁．
因電源的電壓不變，所以并聯(lián)時(shí)通過R₀的電流不變，
所以通過Rx的電流為I_x=I₁-I₂，
R_x的阻值為R_x=$\frac{U}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
故答案為：（1）斷開；（2）滑動(dòng)變阻器全部接了下方兩接線柱；（3）0.5；5；（4）減小誤差．
【拓展】（1）見圖1 （2）$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 此題考查學(xué)生關(guān)于伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意分析線路故障．