Question

10．小明用“伏安法”測量一個定值電阻R_x的阻值（約為20Ω左右）．實(shí)驗(yàn)器材有：定值電阻R_x、電壓表（量程0～3V和0～15V）、電流表（量程0～0.6V和0～3A）、滑動變阻器（20Ω 1A）、開關(guān)、學(xué)生電源各一個，導(dǎo)線若干．

（1）“伏安法”測電阻的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）如圖a所示是“伏安法”測電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中甲、乙為兩個電表，其中甲為電壓表；
（3）本實(shí)驗(yàn)電源電壓選用12V，電壓表應(yīng)選用0～15V量程，電流表選用0～0.6A量程；連接如圖b所示的電流表時(shí)，應(yīng)使電流從“0.6”接線柱流入電流表；
（4）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約為6V，電流表示數(shù)為零；移動滑動變阻器滑片，電壓表示數(shù)有明顯變化，但電流表示數(shù)始終為零，則發(fā)生故障的元件是電流表；
（5）排除故障后，接通線路，移動滑動變阻器滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)如圖b所示時(shí)，通過電阻R_x的電流大小是0.34A；
（6）經(jīng)多次測量，小明由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制得如圖c所示的U-I圖象，由圖象可知：電阻R_x=22.2Ω（保留1位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）伏安法測電阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
（2）電流表和待測電阻串聯(lián)，電壓表和待測電阻并聯(lián)；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律來做出解答；電流從“+”接線柱流入電流表；
（4）根據(jù)電流表和電壓表是否有示數(shù)確定電路的故障；電流表示數(shù)為零說明電路斷路或電流表短路；再根據(jù)電壓表示數(shù)變化進(jìn)行分析；
（5）弄清楚電流表的量程和分度值，再讀出電流表示數(shù)；
（6）在U-I圖象中選取一組數(shù)據(jù)，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出電阻值．

解答 解：（1）伏安法測電阻的原理是：R=$\frac{U}{I}$；
（2）圖a中甲表和待測電阻并聯(lián)，所以甲為電壓表；
（3）待測電阻和滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器滑到電阻最大位置時(shí)，電阻為20Ω，待測電阻的阻值約為20Ω，電源電壓為12V，它們兩個各分擔(dān)電壓為6V，所以電壓表應(yīng)選用0～15V量程；
接如圖b所示的電流表，“0.6”接線柱為“+”接線柱，所以應(yīng)使電流從，“0.6”接線柱流入電流表；
（4）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約為6V，兩電阻串聯(lián)分壓，電流表示數(shù)為零，說明電路故障不是斷路；移動滑動變阻器滑片，電壓表示數(shù)有明顯變化，但電流表示數(shù)始終為零，說明電流表被短路；
（5）電流表接的是0～0.6A量程，分度值為0.02A，此時(shí)的電流為0.34A；
（6）在U-I圖象中，電壓U=10V時(shí)，電流為0.45A，
所以R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{10V}{0.45A}$≈22.2Ω．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）電壓；（3）0～15V；0.6；（4）電流表；（5）0.34；（6）22.2．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)原理、電表的連接和電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)以及電阻的計(jì)算，難度不大．