Question

14．如圖所示，為陳希同學(xué)在做“測未知電阻R_x”實驗時的電路圖：
（1）陳希連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，閉合開關(guān)前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于右（選填“左”或“右”）端；
（2）排除故障后，同學(xué)們按照電路圖正確連接電路后，閉合開關(guān)，改變R_x兩端的電壓進(jìn)行了三次測量，其中第二次實驗中電流表的示數(shù)如圖乙所示，請將表格中的實驗數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	1.6	1.6	1.8
電流I/A	0.32	0.50	0.56
電阻Rx/Ω	3.13	3.20	3.21
電阻的平均值$\overline{{R}_{x}}$/Ω	3.18

此實驗要多次測量電阻值，最后求電阻值的平均值，其目的是減小誤差．
（3）若在實驗中，電流表短路，滑動變阻器最大阻值為R₀，當(dāng)劃片置于最左端時，電壓表示數(shù)為U₁，滑片P置于最右端時，電壓表示數(shù)為U₂，則未知電阻的表達(dá)式：R_x=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$R₀．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，連接電路時要斷開電路；閉合開關(guān)前，將滑片移至最大阻值處；
（2）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，根據(jù)歐姆定律結(jié)合表中數(shù)據(jù)求第二次測量的電阻值，最后求出平均值；
（3）測定值電阻的阻值應(yīng)多次測量取平均值，這是為了減小實驗的誤差；
（4）分析電路圖，P移至最左端，滑動變阻器連入電阻為0，電路中只有R_x，可求電源電壓；P移至最右端，滑動變阻器全連入，R₀和R_x串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系求R_x．

解答 解：
（1）為保護(hù)電路，連接電路時開關(guān)要斷開；由圖知，為了使滑動變阻器連入的阻值最大，應(yīng)將滑片移至最右端；
（2）由圖丙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A；
由歐姆定律可得：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.6V}{0.50A}$=3.20Ω；
電阻的平均值：R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{3.13Ω+3.20Ω+3.21Ω}{3}$=3.18Ω；
實驗要多次測量電阻值，最后求電阻值的平均值，其目的是為了減小誤差；
（3）P移至最左端，滑動變阻器連入電阻為0，電路中只有R_x，電源電壓U=U₁；
P移至最右端，滑動變阻器全連入，R₀和R_x串聯(lián)，U_x=U₂；滑動變阻器兩端的電壓U₀=U-U_x=U₁-U₂，
電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$，
$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{x}}$，
解得：
R_x=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$R₀．
故答案為：
（1）斷開；右；
（2）0.50；3.20；3.18；減小誤差；
（3）$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$R₀．

點評 本題是伏安法測電阻的實驗，考查了滑動變阻器的作用、電流表讀數(shù)、實驗數(shù)據(jù)分析、串聯(lián)電路的特點等問題，這些都是電學(xué)實驗的基礎(chǔ)，也是重點，應(yīng)熟練掌握．