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11.有一个阻值看不清的电阻器 Rx,要测出它的电阻值.

(1)实验原理是:R=$\frac{U}{I}$.
(2)小明按图1的电路图连接好电路,检查无误后闭合开关S,观察到电压表的示数为 1.6V,电流表的示数如图所示,则通过电阻器 Rx 的电流为0.32A,Rx 的电阻为5Ω.小明这个 结果可靠吗?小明应该怎么做?不可靠,应通过移动变阻器的滑片,改变电压表的示数,多次测量取平均值..
(3)小明采用此电路图理论上测得的电阻一般会偏小.(选填大、小)
(4)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻 Rx,可是在连接电路时,发现电流 表和滑动变阻器都已损坏,于是小明就利用刚才已测得的定值电阻 R0,重新设计并连接了 如图丙所示的电路.电源电压未知且恒定不变.请把下列实验步骤补充完整:
①.只闭合开关S1,记下电压表的示数为U1
②.闭合开关S1、S2,记下电压表的示数为U2
电阻表达式:Rx=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$R0

分析 (1)测电阻的实验原理为R=$\frac{U}{I}$;
(2)根据电流表小量程读数,根据欧姆定律求电阻大小;为提高测量的准确程度,应多次测量取平均值减小误差;
(3)根据并联电路电流的规律判断测出的电流与真实电流的关系,由欧姆定律判断测出电阻的变化;
(4)由图丁可知,只闭合开关S1时,R与Rx串联,电压表测Rx两端的电压;开关S1、S2闭合时,R短路,电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压,根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,由欧姆定律可求通过R的电流,根据串联电路的电流特点和欧姆定律即可求出Rx的阻值.

解答 解:(1)测电阻的实验原理为R=$\frac{U}{I}$;
(2)图乙中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.32A,根据欧姆定律,R′=$\frac{U′}{I′}=\frac{1.6V}{0.32A}$=5Ω;
原实验只测量了一组数据,误差较大,为提高测量的准确程度,应通过移动变阻器的滑片,改变电压表的示数,多次测量取平均值作为测量的结果;
(3)采用图甲测电阻,电压表测量的电压准确;因电压表与待测电阻并联,有微弱的电流通过电压表,根据并联电路电流的特点,电流表的示数即干路电流大于通过待测电阻的电流,根据R=$\frac{U}{I}$求出的电阻偏小;
(4)由电路图可知,
①只闭合开关S1,记下电压表的示数为U1
②闭合开关S1、S2,记下电压表的示数为U2
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压UR=U2-U1,根据欧姆定律,通过R的电流I=$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}$.
因串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律,Rx=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$R0
故答案为:(1)R=$\frac{U}{I}$;
(2)0.32;5;不可靠,应通过移动变阻器的滑片,改变电压表的示数,多次测量取平均值;
(3)小;
(4)①只闭合开关S1,记下电压表的示数为U1
②闭合开关S1、S2,记下电压表的示数为U2
RX=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$R0

点评 本题测电阻的大小,考查实验原理、电流表的读数及电阻的计算、误差分析及数据的处理方法和设计实验方案的能力,综合性强,难度较大.

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