Question

9．小陸做“用電流表、電壓表測電阻”實驗，器材有電壓恒定的電源、待測電阻R_x、電流表、電壓表、電鍵及導(dǎo)線若干．為了實現(xiàn)多次測量，他從實驗室找來了20歐和10歐的電阻各一個，并設(shè)計了如圖（a）所示的電路圖進(jìn)行實驗．實驗步驟如下：
（1）按圖（a）正確連接器材，并在MN兩點之間不接入任何器材的情況下，閉合電鍵S，此時電壓表的示數(shù)為4.5伏．
（2）斷開電鍵，把10歐的電阻接入MN兩點之間．重新閉合電鍵S后，電壓表示數(shù)如圖（b）所示．
（3）把10歐的電阻換成20歐的電阻，重新實驗，電壓表示數(shù)相比步驟②變化了0.8伏．
（4）用一根導(dǎo)線接在MN之間，此時電流表示數(shù)為0.36安．
請根據(jù)上述實驗過程，填寫下表編號處的數(shù)據(jù)．

物理量 實驗序號	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）	電阻Rx （歐）	電阻Rx的平均值 （歐）
1	0	0
2	2.5	0.2
3	1.7	0.14
4	4.5	0.36

Answer 1

分析 （1）由圖分析MN兩點之間不接入任何器材時的電路狀態(tài)，得到電源電壓；
（2）把10歐的電阻接入MN兩點之間．讀出電壓表示數(shù)，由I=$\frac{U}{R}$計算出此時電路中電流；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理知接入20Ω電阻在MN兩點間時，電壓表示數(shù)變大，由此計算R_x的電壓和電流；
（4）用一根導(dǎo)線接在MN之間，電路中只有R_x連入電路，由此可知其兩端電壓．

解答 解：
（1）由圖a，正確連接器材，在MN兩點之間不接入任何器材，閉合電鍵S，電壓表與R_x串聯(lián)在電路中，由于電壓表自身電阻非常大，所以電壓表相當(dāng)于測電源電壓，即U=4.5V，此時電路中電流非常小，幾乎為0；
（2）把10歐的電阻接入MN兩點之間，因為電源電壓4.5V，由圖b電壓表此時應(yīng)使用的0-3V量程，示數(shù)為2V，
此時U_x2=U-U_MN=4.5V-2V=2.5V，
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得：
I_x2=I_MN=$\frac{{U}_{MN}}{{R}_{MN}}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A；
（3）把10Ω的電阻換成20Ω的電阻，由串聯(lián)電路的分壓原理可知此時MN兩點間電壓增大，
所以U_MN′=2V+0.8V，
此時U_x3=U-U_MN′=4.5V-2.8V=1.7V，
I_x3=I_MN′=$\frac{{U}_{MN}′}{{R}_{MN}′}$=$\frac{2.8V}{20Ω}$=0.14A
（4）由圖當(dāng)用一根導(dǎo)線接在MN之間，電路中只有R_x連入電路，所以U_x4=U=4.5V．
故答案為：

物理量 實驗序號	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）	電阻Rx （歐）	電阻Rx的平均值 （歐）
1	0	0
2	2.5	0.2
3	1.7	0.14
4	4.5	0.36

點評 本題是測電阻的實驗，考查了串聯(lián)電路特點和歐姆定律的應(yīng)用，正確分析MN以不同連法連接時的電路狀態(tài)是關(guān)鍵．