Question

4．實驗室要測量一只阻值約為兩百歐左右的電阻Rx的阻值，能提供的器材有：干電池兩節(jié)、電壓表（量程為0～3V、0～15V）、電流表（量程為0～0.6A、0～3A）、滑動變阻器R（100Ω  2A）各一只、開關和導線若干．現(xiàn)要測量待測電阻R_x的阻值，圖甲中為連接了部分元件的電路．
（1）請你用筆畫線代替導線，將電路連接完整，要求滑片P向右滑動時，電流表示數(shù)變�。�
（2）閉合開關，電流表示數(shù)很小、電壓表示數(shù)如圖乙所示，則R_x兩端電壓為2.2V．電流表示數(shù)很小說明被測電阻R_x阻值很大 （“很小”或“很大”）．
（3）由于上述實驗無法算出R_x的電阻值，小明設計了如圖丙所示的實驗，請根據電路圖寫出簡要步驟和電阻Rx的表達式．
實驗步驟：①將滑片移動阻值最大端      ②用電壓表分別測出R_χ和滑動變阻器兩端的電壓U₁、U₂
電阻R_x的表達式R_x=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$×100Ω．

Answer 1

分析 （1）本實驗中滑動變阻器、被測電阻和電流表應串聯(lián)，滑動變阻器的滑片向右移動時電流變小，電阻變大，據此連接電路圖；
（2）由圖甲知電壓表量程，由圖乙可讀出電壓表示數(shù)；
電流表、電壓表均有示數(shù)，可排除斷路和短路情況；電流表示數(shù)很小，則說明電路中的電阻很多；
（3）只有電壓沒有電流，不能計算R_X的電阻值，利用上述器材根據串聯(lián)電路特點和歐姆定律設計實驗并計算其阻值．

解答 解：
（1）測電阻的實驗中，滑動變阻器、被測電阻和電流表應串聯(lián)，滑動變阻器的滑片向右移動時電流變小，電阻變大，應將變阻器左下角接線柱接入電路中，注意電表的正負接線柱不能接反，如圖所示：
；
（2）由圖乙可知，電壓表使用0-3V量程，分度值為0.1V，由圖乙可知電壓表示數(shù)為2.2V；
剛閉合開關，電路中的電流很小，電阻兩端的電壓能夠達到2.2V，由I=$\frac{U}{R}$可知，是因為電阻的阻值較大造成；
（3）根據串聯(lián)電路特點和歐姆定律的特點，將滑片移動阻值最大端，用電壓表分別測出R_χ和滑動變阻器兩端的電壓U₁、U₂；
根據串聯(lián)電路中電流相等：$\frac{{U}_{1}}{{R}_{x}}$=$\frac{{U}_{2}}{R}$，
所以R_X=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$×100Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）2.2；很大；（3）①將滑片移動阻值最大端；②用電壓表分別測出R_χ和滑動變阻器兩端的電壓U₁、U₂；$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$×100Ω．

點評 本題是測電阻的實驗，考查了電路連接、電壓表的讀數(shù)、電阻的計算和特殊方法測電阻的設計，關鍵是知道只有電壓表和已知最大的滑動變阻器，可以借助這兩都的組合間接測電流．本題還可以通過調節(jié)變阻器在最大和最小值進分別測R_x兩端電壓來解答．