Question

10．在“在伏安法測電阻”的實驗中：

（1）若待測電阻約為10Ω，請用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整（要求：滑片向左移動時，電流表示數(shù)變�。�．
（2）開關閉合前，發(fā)現(xiàn)電流表的指針在零刻度線左側，接下來，該同學必須進行的操作是調節(jié)指針歸零．
（3）測量時，當電壓表的示數(shù)為2.4V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則I=0.24A，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得R_x=10.0Ω．完成一次試驗后，小李又調節(jié)滑動變阻器的滑片P到不同位置再進行測量，這樣做可以達到多次測量求平均值，減小誤差的目的．
（4）若待測電阻約為數(shù)百歐，電源電壓約3V，要想測出此待測電阻，
①上述方法是否可行？不可行，原因是電路中最大電流小于電流表的分度值，無法測量電流的大小．
②小虎利用現(xiàn)有器材和電阻箱R₀（0～9999Ω，5A），設計了如圖丙所示的實驗電路，實驗過程如下：
A．電路連接正確后，閉合S₁，將S₂撥到觸點1時，電壓表的讀數(shù)為U₁．
B．閉合S₁，將S₂撥到觸點2，當電阻箱的阻值調為R₀時，電壓表的示數(shù)為U₂，則待測電阻的阻值R_x=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}{-U}_{2}}$×R₀（用字母：U₁；、U₂、R₀表示）．

Answer 1

分析 （1）電源電壓為3V，所以，電壓表選用小量程；根據(jù)歐姆定律求通過待測電阻的最大電流，據(jù)此確定電流表的量程；滑片向左移動時，電流表示數(shù)變小，滑動變阻連入電路中的電阻變大，所以，滑片以右電阻絲連入電路；
（2）開關閉合前，發(fā)現(xiàn)電流表的指針在零刻度線左側，說明電流表指針沒有調零；
（3）認清電流表小量程的分度值讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出R_X；多次測量取平均值可減小誤差；
（4）①估算出電路中的最大電流，和電流表的分度值作比較；
②根據(jù)分壓原理求待測電阻的阻值Rx．

解答 解：（1）由電源電壓確定電壓表的量程，通過待測電阻的最大電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，電流表選用小量程；滑片向左移動時，電流表示數(shù)變小，滑動變阻連入電路中的電阻變大，所以，滑片以右電阻絲連入電路，如圖所示；
（2）開關閉合前，發(fā)現(xiàn)電流表的指針在零刻度線左側，應調節(jié)指針歸零；
（3）電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A，
R_X=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10.0Ω；
小李又調節(jié)滑動變阻器的滑片P到不同位置再進行測量，這樣做可以達到多次測量求平均值，減小誤差的目的；
（4）①電源電壓約為3V，若待測電阻為數(shù)百歐，電路中的最大電流不超過0.02A，即小于電流表小量程的分度值，所以，無法測出電流的大��；
②電路連接正確后，閉合S₁，將S₂撥到觸點1時，電壓表測電源電壓U=U₁；
 閉合S₁，將S₂撥到觸點2，當電阻箱的阻值調為R₀時，電壓表的示數(shù)U₂，即為則待測電阻的兩端的電壓，
根據(jù)分壓原理，$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}{-U}_{2}}$=$\frac{{R}_{X}}{{R}_{0}}$，待測電阻的阻值R_x=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}{-U}_{2}}$×R₀．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）調節(jié)指針歸零；
（3）0.24；10；多次測量求平均值，減小誤差的目的；
（4）①不可行；電路中的最大電流小于電流表小量程的分度值，無法測出電流的大小；
②$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}{-U}_{2}}$×R₀

點評 本題用“伏安法”測量電阻，考查儀器的調整、電路的連接、數(shù)據(jù)的處理、對實驗方案的評估能力及在沒有電流表的情況下測電阻的方法，綜合性較強．