Question

17．在做“伏安法測量定值電阻”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路，請你完成下列問題．

（1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最右端（選填“左”或“右”）．
（2）在某次測量中，當(dāng)電流為0.2A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，則這時的阻值R=9.5Ω．
（3）經(jīng)過多次測量，測出R的阻值后，小明還想測量一段電爐絲的電阻Rx，但在連接電路時，發(fā)現(xiàn)電流表和變阻器都已損壞．于是小明就利用剛才已測得的定值電阻R，重新設(shè)計并連接了右圖所示電路．電源電壓未知且恒定不變．請把下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：只閉合開關(guān)S₁，讀出電壓表示數(shù)U₁；再閉合開關(guān)S₂，讀出電壓表示數(shù)U₂ ．
可得到電阻表達(dá)式：R_x=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}{-U}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處．
（2）明確電壓表選取的量程和最小分度值，讀出電壓值，根據(jù)歐姆定律計算出電阻值的大�。�
（3）沒有電流表，找出R_X的電流是關(guān)鍵．
根據(jù)串聯(lián)電路電流相等，得到R的電流即R_X的電流．
閉合S₁測R_X電壓，再閉合S₂測電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，得出R電壓，根據(jù)歐姆定律，由電流相等，計算待測電阻．

解答 解：（1）滑動變阻器接左半段，滑片處于右端，滑動變阻器連入電路的電阻最大，電路電流最小，對電路起保護(hù)作用．
（2）電壓表的選取0～3V量程，最小分度值為0.1V，讀數(shù)為1.9V，
R=$\frac{U}{I}=\frac{1.9V}{0.2A}$=9.5Ω；
（3）R與R_X串聯(lián)，只閉合S₁，測R_X電壓U₁；
再閉合開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)為U₂，即電源電壓．根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，
I_X=I，$\frac{{U}_{1}}{{R}_{X}}=\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{R}$，所以，R_X=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}{-U}_{1}}$．
故答案為：（1）右；（2）9.5；（3）電壓表的示數(shù)U₁；電壓表的示數(shù)U₂；$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}{-U}_{1}}$．

點(diǎn)評 沒有電壓表，利用已知電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；
沒有電流表，利用電壓表和已知電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測電阻．