Question

在“用伏安法测电阻”的实验中：
（1）实验原理是

 

．
（2）在图1中将滑动变阻器正确连入电路（未知电阻大于5Ω）

（3）如某次测量中，老师只提供了下列器材：电压恒定的电源一个（电压未知）、电流表一只、定值电阻R₀一个（电阻已知）、单刀开关两只、导线若干．测待测电阻R_x的值，请用给定的器材（可不用完）按下列要求完成实验：
①在图2的虚线框内画出你设计的电路图
②扼要写出实验的主要步骤（指出物理量的名称并用相应的符号表示）
a

 

．b

 

．
③R_x的数学表达式为：R_x=

 

（用所测量的物理量及相应的符号表示）．

Answer 1

分析：（1）伏安法测电阻的原理是R=

U

I

．
（2）本题主要确定电流表的量程和滑动变阻器的接线柱：
电源由2节干电池组成，电压为3V，未知电阻大于5Ω，根据欧姆定律求出电流，确定电流表的量程．
滑动变阻器有四个接线柱，选择一上一下接入电路．
（3）测电阻R_x的阻值，没有电压表，采用并联的方式，电压相同，把定值电阻R₀和被测电阻R_x并联在电路中，各支路上有开关控制，电流表串联在干路上，通过开关的闭合和断开，电流表能测每个支路电流．

解答：解：（1）实验原理：R=

U

I

．
（2）电源电压为3V，电路最小电阻为5Ω，
所以电路中电流最大为：R=

U

I

=

3V

5Ω

=0.6A，
所以，电流表选择0～0.6A．
滑动变阻器在上面和下面各选一个接线柱接入电路．
所以把电流表的“0.6”接线柱连接滑动变阻器的D（或C），开关右端相连滑动变阻器的A（或B）．如下图：

（3）R₀与R_x并联，电流表在干路上，各支路上各有一个开关控制，首先闭合R_x支路开关，测电流I_x，
断开R_x支路开关，再闭合R₀支路开关，测电流I₀．如图：

实验步骤：a、闭合S₁断开S₂，读出电流表A的示数I₀；
b、闭合S₂断开S₁，读出电流表A的示数I_x．
③R_x=

Ux

Ix

=

U0

Ix

=

I0R0

Ix

．
故答案为：（1）R=

U

I

；（2）如上图实物图；
（3）①如上图电路图；
②a、闭合S₁断开S₂，读出电流表A的示数I₀；
b、闭合S₂断开S₁，读出电流表A的示数I_x．
③

I0R0

Ix

．

点评：伏安法是测电阻的最基本的方法，在只有电压表时，利用定值电阻和被测电阻并联，电压相等，求被测电阻R_X；在只有电流表时，利用定值电阻和被测电阻串联，电流相等，求被测电阻R_X．