Question

8．用如图1的电路测量定值电阻R的阻值．

（1）测量电阻的实验原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）按图1电路，将图2中的滑动变阻器正确连入电路．
（3）连接电路时，开关必须断开，正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的连入电路的阻值应处于最大值．
（4）闭合开关．将图2中的滑动变阻器的滑片P向左滑到某一位置时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数如图3．由此可知被测电阻的阻值R=5Ω．
（5）该同学完成一次试验后，为确保测量结果的准确性，接下来的操作是移动滑动变阻器滑片，以测得多组数据．

（6）小明同学利用电流表、单刀双掷开关S、电阻箱R、滑动变阻器R₀和电源，也测量出了未知电阻R_x的阻值，实验电路如图4所示．实验操作如下：
①按照电路图，连接好实物电路．
②将开关S拨至a（填a或b）处，移动滑片P，使电流表指针指向一准确值，读出电流表的示数I．
③保持滑片P位置不变，再将S拨至b（填a或b）处，调节电阻箱使电流表的示数仍为I，此时电阻箱的示数R．若R阻值如图5中所示，则Rx阻值为305Ω．

Answer 1

分析 （1）测电阻的实验原理是欧姆定律的变形公式；
（2）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，要注意电路图和实物图的对应性；
（3）为防止电路中电流过大，烧坏电路元件，连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器的阻值处于最大阻值处；
（4）根据电压表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出待测电阻的阻值；
（5）伏安法测电阻的实验中，需要多次测量求平均值减小误差；
（6）①根据实验电路图可知，实验时无电压表，只有电流表，可根据并联电路各支路两端的电压特点进行实验，即：连接好电路图后，用电流表测出通过待测电阻的电流，再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电流表的示数不变，根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等，据此设计实验步骤；
②电阻箱的读数方法：各旋盘对应的指示点（图中的小三角）的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值．

解答 解：（1）测量电阻的实验原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：

（3）为保护电路，连接电路时，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的阻值应处于最大阻值处；
（4）由图3可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.5V，
则待测电阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
（5）该同学完成一次试验后，为确保测量结果的准确性，接下来的操作是调节滑动变阻器的滑片P到不同位置再进行测量，达到多次测量的目的；
（6）实验操作如下：
①按照电路图，连接好实物电路；
②将开关S拨至a处，移动滑片P，使电流表指针指向一准确值，读出电流表的示数I；
③保持滑片P位置不变，再将S拨至b处，调节电阻箱使电流表的示数仍为I，此时电阻箱的示数R；
因电源的电压不变，
所以，I（R_x+R₀）=I（R+R₀），
解得：R_x=R，
如图5中所示，R=0×1000Ω+3×100Ω+0×10Ω+5×1Ω=305Ω．
故答案为：
（1）R=$\frac{U}{I}$；
（2）如上图所示；
（3）断开；最大；
（4）变大；5；
（5）移动滑动变阻器滑片；
（6）②a；③b；305．

点评 本题考查了伏安法测电阻的实验，涉及到实验的原理和滑动变阻器的连接、实验的注意事项、欧姆定律的应用和减小误差的方法等，要特别注意等效替代法在实验中的具体应用．