Question

20．在探究“伏安法测电阻”的实验中：

（1）请根据电路图将实物图补画完整．
（2）闭合开关，移动滑片P，读出电流表、电压表的示数，并记录到下表中，请根据表中数据，在图方格纸中描绘出电阻R的电流随电压的变化图象．

测量次数	1	2	3	4	5
电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
电流I/A	0.08	0.15	0.24	0.33	0.42

（3）某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏，现有一个阻值合适的已知定值电阻R₀和开关若干个，请在图丁虚线框内将一个电流表和两个开关接入电路中，并完成下列实验步骤，测出待测电阻R的阻值．
①闭合开关S、S₁，调节滑动变阻器滑片，读出电流表示数I₁．
②只闭合开关S、S₂，读出电流表示数I₂．
③分析数据，得出待测电阻的表达式R=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}{-I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）将电流表串联在电路中，变阻器一上一下串联在电路中；
（2）根据表格中数据描点，用平滑的曲线连接各点；
（3）由部分电路图可知，两电阻并联，通过开关的变化，使电流表分别测出两支路的电流；
因并联电路各支路两端的电压是相等的，根据欧姆定律得出等式，解等式即可求出R_x的阻值．

解答 解：（1）电流表串联在电路中，变阻器按一上一下的原则接入电路中，根据电路图连接实物图，如下左所示：

（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如上中图所示：
（3）实验电路如上右图所示：
实验方法：a、只闭合开关S、S₁，适当调节滑片P的位置，读出电流表的示数为I₁（干路电流）；
b、只闭合开关S、S₂，读出电流表的示数为I₂；（通过定值电阻R₀的电流）；
c、通过R的电流为I=I₁-I₂，
并联电路各支路两端的电压相等，R₀两端的电压，即R两端的电压：
U=（I₁-I₂）R=I₂R₀
解得：R=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}{-I}_{2}}$．
故答案为：（1）见上左图；（2）见上中图；（3）电路见上右图；①S、S₁；②只闭合开关S、S₂；③$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}{-I}_{2}}$．

点评 本题是伏安法测电阻的实验，考查了实物电路的连接、电路故障分析、创新设计实验方案等问题；综合性强，有一定难度．