Question

小明要测量电阻R_x的阻值（约100?），实验室能提供的器材有：学生电源（U=3V）、电流表、电压表、滑动变阻器（最大阻值R=50?）、开关各一个，导线若干．
（1）小明设计的实验电路图如图甲所示，请用铅笔画线代替导线，根据甲图将乙图中的实物图连接完整．
（2）当小明按照甲图连好实物电路后，闭合开关，发现电流表的指针能够偏转，电压表的示数为3V，产生这种现象的原因是

 

．
（3）在实验过程中，小明发现电流表指针偏转幅度太小，但他想了想，觉得不需要改变电路的连接方式，且不用读出电流表的示数，也能较准确地求出R_x的阻值．他的做法是：将滑动变阻器的滑片移到

 

，读出

 

，则R_x=

 

（用字母表示）．

Answer 1

分析：（1）由电路图画实物图，首先从电源的正极出发，依次连接开关、滑动变阻器、电流表、定值电阻、到电源的负极．最后把电压表并联在定值电阻两端．
（2）电流表的示数有偏转，说明电路是通路，定值电阻和滑动变阻器是串联的，定值电阻电压等于电源电压，说明滑动变阻器连入电路的电阻为零．
（3）根据R=

U

I

知道电压和电流，能求出电阻，电压表能直接测量定值电阻的电压，不读电流表的示数，根据串联电路电流处处相等，让定值电阻的电流等于滑动变阻器的电流，当滑动变阻器滑动最大阻值处，滑动变阻器相当于一个已知电阻，求出滑动变阻器的电压，就能求出电流．

解答：解：（1）按照电路图，首先从电源的正极出发，依次连接开关、滑动变阻器、电流表、定值电阻、到电源的负极．最后把电压表并联在定值电阻两端．注意电压表的正接线柱靠近电源正极，负接线柱靠近电源负极．如图．
（2）电流表的示数有偏转，说明电路是通路，电源电压等于3V，定值电阻和滑动变阻器串联，定值电阻的电压也是3V，说明滑动变阻器滑到最左端，连入电路的阻值为零．
（3）当滑动变阻器滑到最右端，滑动变阻器相当于已知电阻R=50?，电压表能直接测量定值电阻的电压U_x，根据串联电路总电压等于各串联导体的电压之和，求出滑动变阻器两端的电压为U-U_x，通过滑动变阻器的电流为I=

U-Ux

R

，串联电路电流处处相等，通过定值电阻的电流和滑动变阻器的电流相等．所以定值电阻的电阻为R'=

Ux

U-Ux R

=

UxR

U-Ux

．
故答案为：（1）如图所示．
（2）滑动变阻器接入电路中的阻值为0
（3）最大阻值处；电压表的示数U_x；

UxR

U-Ux

．

点评：在测量电阻时，如果既有电流表又有电压表时，根据欧姆定律的导出公式很容易的求出电阻，在缺少电压表时，我们一般设计并联电路，找电压相等，如果缺少电流表时，一般设计成串联电路找电流相等．