Question

19．在探究“伏安法測電阻”的實驗中：
（1）請根據(jù)電路圖1將實物圖2補畫完整．

（2）閉合開關S后，電壓表指針明顯向右偏轉，電流表指針幾乎不偏轉，電路中可能出現(xiàn)的故障是電阻R斷路
（3）排除故障后移動滑片P，讀出電流表、電壓表的示數(shù)，并記錄下表中，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖3的方格紙中描繪出電阻R的電流隨電壓的變化圖象．

測量次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.08	0.15	0.24	0.33	0.42

（4）某實驗小組進行實驗時不慎將電壓表損壞，現(xiàn)有一個阻值合適的已知定值電阻R₀和開關若干個，請在圖4虛線框內將電流表和開關接入電路中，并完成下列實驗步驟，測出待測電阻R的阻值．
①閉合開關S、S₁，調節(jié)滑動變阻器滑片，讀出電流表示數(shù)I₁．
②只閉合開關S、S₂，讀出電流表示數(shù)I₂．
③分析數(shù)據(jù)，得出待測電阻的表達式R=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）將電流表串聯(lián)在電路中，變阻器一上一下串聯(lián)在電路中；
（2）電流表無示數(shù)，則電路發(fā)生斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路
（3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點，用平滑的曲線連接各點；
（4）由部分電路圖可知，兩電阻并聯(lián)，通過開關的變化，使電流表分別測出兩支路的電流；
因并聯(lián)電路各支路兩端的電壓是相等的，根據(jù)歐姆定律得出等式，解等式即可求出R_x的阻值．

解答 解：（1）變阻器與電阻串聯(lián)，已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱；
電流表與電阻串聯(lián)，如圖所示：

（2）閉合開關，電流表無示數(shù)，則電路發(fā)生斷路，電壓表指針向右偏轉有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電阻R斷路；
（3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點，并用平滑的曲線連接起來，如圖所示：

（4）實驗電路如圖所示：

實驗方法：a、只閉合開關S、S₁，適當調節(jié)滑片P的位置，讀出電流表的示數(shù)為I₁（干路電流）；
b、只閉合開關S、S₂，讀出電流表的示數(shù)為I₂；（通過定值電阻R₀的電流）；
c、通過R的電流為I=I₁-I₂，
并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，R₀兩端的電壓，即R兩端的電壓：
U=（I₁-I₂）R=I₂R₀
解得：R=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
故答案為：（1）見上圖；（2）電阻R斷路；（3）見上圖；（4）電路見上圖；①S、S₁；②只閉合開關S、S₂；③$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

點評 本題是伏安法測電阻的實驗，考查了實物電路的連接、電路故障分析、創(chuàng)新設計實驗方案等問題；綜合性強，有一定難度．