Question

8．用如圖1的電路測(cè)量定值電阻R的阻值．

（1）測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）按圖1電路，將圖2中的滑動(dòng)變阻器正確連入電路．
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)必須斷開(kāi)，正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的連入電路的阻值應(yīng)處于最大值．
（4）閉合開(kāi)關(guān)．將圖2中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑到某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)如圖3．由此可知被測(cè)電阻的阻值R=5Ω．
（5）該同學(xué)完成一次試驗(yàn)后，為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，接下來(lái)的操作是移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，以測(cè)得多組數(shù)據(jù)．

（6）小明同學(xué)利用電流表、單刀雙擲開(kāi)關(guān)S、電阻箱R、滑動(dòng)變阻器R₀和電源，也測(cè)量出了未知電阻R_x的阻值，實(shí)驗(yàn)電路如圖4所示．實(shí)驗(yàn)操作如下：
①按照電路圖，連接好實(shí)物電路．
②將開(kāi)關(guān)S撥至a（填a或b）處，移動(dòng)滑片P，使電流表指針指向一準(zhǔn)確值，讀出電流表的示數(shù)I．
③保持滑片P位置不變，再將S撥至b（填a或b）處，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)仍為I，此時(shí)電阻箱的示數(shù)R．若R阻值如圖5中所示，則Rx阻值為305Ω．

Answer 1

分析 （1）測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理是歐姆定律的變形公式；
（2）滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，要注意電路圖和實(shí)物圖的對(duì)應(yīng)性；
（3）為防止電路中電流過(guò)大，燒壞電路元件，連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的阻值處于最大阻值處；
（4）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出待測(cè)電阻的阻值；
（5）伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，需要多次測(cè)量求平均值減小誤差；
（6）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖可知，實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)電壓表，只有電流表，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即：連接好電路圖后，用電流表測(cè)出通過(guò)待測(cè)電阻的電流，再將開(kāi)關(guān)與電阻箱連接并調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(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，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟；
②電阻箱的讀數(shù)方法：各旋盤(pán)對(duì)應(yīng)的指示點(diǎn)（圖中的小三角）的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù)，然后加在一起，就是接入電路的阻值．

解答 解：（1）測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（3）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)處于最大阻值處；
（4）由圖3可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.5V，
則待測(cè)電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
（5）該同學(xué)完成一次試驗(yàn)后，為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，接下來(lái)的操作是調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P到不同位置再進(jìn)行測(cè)量，達(dá)到多次測(cè)量的目的；
（6）實(shí)驗(yàn)操作如下：
①按照電路圖，連接好實(shí)物電路；
②將開(kāi)關(guān)S撥至a處，移動(dòng)滑片P，使電流表指針指向一準(zhǔn)確值，讀出電流表的示數(shù)I；
③保持滑片P位置不變，再將S撥至b處，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)仍為I，此時(shí)電阻箱的示數(shù)R；
因電源的電壓不變，
所以，I（R_x+R₀）=I（R+R₀），
解得：R_x=R，
如圖5中所示，R=0×1000Ω+3×100Ω+0×10Ω+5×1Ω=305Ω．
故答案為：
（1）R=$\frac{U}{I}$；
（2）如上圖所示；
（3）斷開(kāi)；最大；
（4）變大；5；
（5）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片；
（6）②a；③b；305．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，涉及到實(shí)驗(yàn)的原理和滑動(dòng)變阻器的連接、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、歐姆定律的應(yīng)用和減小誤差的方法等，要特別注意等效替代法在實(shí)驗(yàn)中的具體應(yīng)用．