Question

在测量某一定值电阻R_x阻值的实验中，张楠同学选定了如图所示的器材进行实验．实验过程中，由于李骅同学的疏忽，做完实验后他才发现，把测量的电流值都写在草稿纸上而忘记填人记录表格中．

实验次数	1	2	3	4	5
电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
电流I/A

（1）请你帮助李骅同学把记录在草稿纸上的电流值对应填人表格中，并写出你所依据的物理规律是

 

．
（2）根据测量数据计算该定值电阻的阻值为

 

Ω（保留一位小数）．
（3）根据实验所需电路，用笔画线代替导线完成图2中的实物连接．

（4）滑动变阻器在实验中除能起保护电路的作用外，另一个主要作用是

 

．
（5）若电源电压恒定且未知，用电阻箱R（电路符号）代替滑动变阻器，同时撤去电流表，请利用余下器材（不要再添加其它任何器材）设计一个测量R_X阻值的实验电路图，并在上右图中的方框中画出．

Answer 1

分析：根据在电阻一定时，电流跟电压成正比，电压增大，电流增大．
根据R=

U

I

求得5次实验的电阻，然后求电阻的平均值即为定值电阻的阻值．
画出电路图：电源、开关、滑动变阻器、电流表、被测电阻串联在电路中，电压表并联的被测电阻两端．按照电路图连接实物图．
滑动变阻器在测量电阻的实验中的作用是改变连入电路的电阻，改变两端的电压和电流，能完成多次实验．
实验中撤去电流表，让电阻和电阻箱串联，改变电阻箱的阻值获得两个过程，根据前后两个 过程电源电压不变列出等式，求出被测电阻．

解答：解：（1）根据欧姆定律知，电阻一定时，流过电阻的电流随电压的增大而增大．电压逐渐增大，电流逐渐增大．填入下表．

实验次数	1	2	3	4	5
电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
电流I/A	0.10	0.18	0.30	0.42	0.50

（2）根据R=

U

I

求得第一次到第五次实验的电阻分别为5Ω、5.6Ω、5Ω、4.8Ω、5Ω，

.

R

=

5Ω+5.6Ω+5Ω+4.8Ω+5Ω

5

=5.1Ω．
（3）按照电路图连接实物图，从滑动变阻器的上面任意一个接线柱、连接电阻、电流表、电源负极，电压表并联的电阻两端．

（4）为了使测量结果更接近真实值，要通过移动滑动变阻器的滑片，改变电阻的电压和电流，能完成多次测量，以达到多次测量取平均值的目的，减小误差．
（5）图甲，被测电阻和电阻箱串联，电阻箱连入电阻为R₁时，电压表示数为U₁，电路中的电流为

U1

RX

，电源电压为U=

U1

RX

（R_X+R₁）；
电阻箱连入电阻为R₂时，电压表的示数为U₂，电路中的电流为

U2

RX

，电源电压为U=

U2

RX

（R_X+R₂），根据电源电压相等，

U1

RX

（R_X+R₁）=

U2

RX

（R_X+R₂），求出R_X．
图乙，被测电阻和电阻箱串联，电阻箱连入电阻为R₁时，电压表示数为U₁，电路中的电流为

U1

R1

，电源电压为U=

U1

R1

（R_X+R₁）；
电阻箱连入电阻为R₂时，电压表的示数为U₂，电路中的电流为

U2

R2

，电源电压为U=

U2

R2

（R_X+R₂），根据电源电压相等，

U1

R1

（R_X+R₁）=

U2

R2

（R_X+R₂），求出R_X．

故答案为：（1）电阻一定时，流过电阻的电流随电压的增大而增大．
（2）5.1；
（3）如上图所示；
（4）改变电阻两端的电压来改变通过的电流，以达到多次测量取平均值的目的，减小误差．
（5）如甲图或乙图．

点评：电学中涉及两个过程的电路很多，找前后两个过程电源电压相等是很常见、很典型、很简单的方法，一定要掌握，在计算题中经常用到，也省掉了解方程组的麻烦．