Question

在“用電壓表和電流表測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)”中
（1）實(shí)驗(yàn)的原理是：

 

．
（2）按圖（甲）所示電路圖，將圖（乙）中的實(shí)物用筆畫線表示導(dǎo)線連接起來

（3）某次測(cè)量電壓表的示數(shù)為2V．電流表的示數(shù)如圖所示，則被測(cè)電阻的阻值為

 

?；

（4）若用其它的方法測(cè)量電阻，老師提供了下列器材：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻箱能表示出阻值的變阻器，電路符號(hào)為待測(cè)電阻R_x、若干開關(guān)、一個(gè)滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、若干導(dǎo)線和一個(gè)刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表（電流表的量程足夠大），請(qǐng)利用所給的器材完成實(shí)驗(yàn)
①在虛線方框內(nèi)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖；

②將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，并用字母表示需要測(cè)出的物理量；
步驟l：開關(guān)斷開，并按設(shè)計(jì)的電路圖連接電路；：
步驟2：

 

；
步驟3：

 

．
③寫出R_X的表達(dá)式：R_X=

 

（用測(cè)量的物理量表示）

Answer 1

分析：（1）伏安法測(cè)電阻的原理：R=

U

I

．
（2）從電源正極開始，按照電流方向，依次串聯(lián)各元件，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
連接過程中注意電壓表、電流表的量程和滑動(dòng)變阻器的接線柱的選擇．
從題目中的電流表表盤知，電流表選擇0～0.6A量程．
圖中是定值電阻，電阻不變，當(dāng)定值電阻兩端電壓為2V時(shí)，電流為0.4A．
根據(jù)電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比，電流表滿量程時(shí)，電壓不會(huì)超過3V，所以電壓表選擇0～3V．
滑動(dòng)變阻器的接線柱選擇一上一下，電路圖接入左半段，實(shí)物圖中滑動(dòng)變阻器選擇左下端接線柱，上面的接線柱任意選擇．
（3）電流表的讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)．
知道電壓和電流，根據(jù)R=

U

I

，求出電阻．
（4）測(cè)R_X的阻值，沒有電壓表，但有能表示阻值的電阻箱，可以使R_X與電阻箱并聯(lián)，找電壓相等．但是電流表不準(zhǔn)確，不能準(zhǔn)確測(cè)量電流，但電流表靈敏，可采用等效替代的方法，首先把與電流表串聯(lián)在電源上，電流表有示數(shù)為I，再把電阻箱和電流表串聯(lián)在電源上，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)也為I，R_X的阻值與電阻箱的阻值相等．

解答：解：（1）用電壓表和電流表測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理：R=

U

I

．
（2）由題目中的電流表表盤知，電流表選擇0～0.6A量程．
電流為0.4A時(shí)，電壓為2V，電阻一定時(shí)，根據(jù)電流跟電壓的成正比，
當(dāng)電流為0.6A滿量程時(shí)，電壓為3V，所以選擇0～3V．
電路圖中滑動(dòng)變阻器接左半段，實(shí)物圖中，滑動(dòng)變阻器要選擇左下端接線柱，上面接線柱任意選擇．
從電源正極開始，依次連接開關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器、定值電阻，到電源負(fù)極．電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端．實(shí)物圖如圖1．
（3）電流表使用的0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.4A．
R=

U

I

=

2V

0.4A

=5Ω．
（4）沒有電壓表，R_X與電阻箱并聯(lián)，電流表不準(zhǔn)確無法準(zhǔn)確測(cè)量電流，采用R_X與電阻箱用開關(guān)單獨(dú)控制，單獨(dú)接入電源，使電流表示數(shù)相同，被測(cè)電阻等于電阻箱顯示的電阻，電路圖2：

步驟：
步驟1：開關(guān)斷開，按電路圖連接電路．
步驟2：閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，記下電流表的示數(shù)I；
步驟3：斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱到適當(dāng)位置，使電流表的示數(shù)等于I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R．
所以R_X=R．
故答案為：（1）R=

U

I

；（2）如圖1；（3）5；
（4）①如圖2；
②步驟2：閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，記下電流表的示數(shù)I；
步驟3：斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，調(diào)節(jié)電阻箱到適當(dāng)位置，使電流表的示數(shù)等于I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R．
③表達(dá)式R_X=R．

點(diǎn)評(píng)：沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測(cè)電阻；沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測(cè)電阻．
本題有電流表，但是電流表的不準(zhǔn)確，不能準(zhǔn)確測(cè)量電流大小，只能采用等效替代的方法，利用兩個(gè)支路到達(dá)相等的刻度值，確定電阻的大小．