Question

15．在測(cè)量未知電阻R_x（阻值約為200Ω）的實(shí)驗(yàn)中，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓約3V）、滑動(dòng)變阻器R（200Ω  1.5A）、電阻箱R₀（0～9999Ω）、電流表（0～0.6A）、電壓表（0～3V）、開關(guān)及導(dǎo)線若干．

（1）小明同學(xué)設(shè)計(jì)了圖1所示的電路，他不能（選填“能”或“不能”）較準(zhǔn)確的測(cè)出Rx的阻值，理由是電路中的電流太小，電流表幾乎測(cè)不出來（或電流太小，小于電流表的分度值）．
（2）小華同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量．
①請(qǐng)?jiān)趫D2乙中用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整．
②正確連接電路后，先將開關(guān)S撥至“1”，調(diào)節(jié)變阻器的滑片至某一位置，此時(shí)電壓表的示數(shù)如圖3甲所示，其讀數(shù)為U₁=1.2V．
③再將開關(guān)S撥至“2”，保持滑片位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)至圖3乙所示時(shí)，電壓表示數(shù)恰為U₁，則待測(cè)電阻的阻值R_x=215Ω．
④實(shí)驗(yàn)中，若將開關(guān)撥至“2”時(shí)，不小心將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)了少許，其他操作正確，則R_x的測(cè)量值大于（選填“大于”、“小于”或“等于”）真實(shí)值．

Answer 1

分析 （1）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(huì)很�。�若電流值小于電流表的分度值時(shí)，將無法準(zhǔn)確地測(cè)出電流值．
（2）①根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，從滑動(dòng)變阻器引出的導(dǎo)線接在單刀雙擲開關(guān)的中間位置；
②先確定電壓表的量程和最小分度值，讀出電壓表的示數(shù)；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖可知，實(shí)驗(yàn)時(shí)有電壓表，沒有電流表，根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓特點(diǎn)，用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻兩端電壓，再將開關(guān)與電阻箱連接并調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表的示數(shù)不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓相等和歐姆定律可知待測(cè)電阻的阻值與電阻箱的阻值相等；
④滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，接入電路中的電阻變大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，要使變阻箱兩端的電壓保持不變，需要增大變阻箱的阻值，據(jù)此判斷．

解答 解：（1）由已知條件可知，未知電阻R_x的阻值約為200Ω，因?yàn)殡娫措妷簽?V，由I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{200Ω}$=0.015A可知，電路中的電流太小，電流表幾乎測(cè)不出來，所以不能用伏安法測(cè)出該電阻的值．
（2）①電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電源電壓為3V，選擇0～3V量程，如下圖所示：

②電壓表選擇0～3V量程，最小分度值為0.1V，電壓表示數(shù)為1.2V；
③實(shí)驗(yàn)中，閉合S₁調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器至適當(dāng)位置，使電壓表的電壓值為U₁；斷開S₁閉合S₂，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)仍為U₁；
根據(jù)歐姆定律可知，R_x與R₀相等，電阻箱的示數(shù)R₀=215Ω，所以電阻R_x=215Ω．
④滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，接入電路中的電阻R變大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，要使變阻箱兩端的電壓U₀保持不變，需要增大變阻箱R₀的阻值，所以測(cè)得的R_x的值大于真實(shí)值．
故答案為：（1）不能；電路中的電流太小，電流表幾乎測(cè)不出來（或電流太小，小于電流表的分度值）；（2）①如上圖；②1.2；③215；④大于．

點(diǎn)評(píng) 本題的考查的知識(shí)點(diǎn)難點(diǎn)較多，一是單刀雙向開關(guān)的連接，二是故障原因的判斷，三是沒有電壓表測(cè)電阻的方法：根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等這一特點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，著重體現(xiàn)了等效替代法在實(shí)驗(yàn)中的具體應(yīng)用．