Question

16．某同學(xué)測(cè)量直流恒流源的輸出電流I₀和定值電阻R_x的阻值，電路如圖l所示，實(shí)驗(yàn)器材如下：
直流恒流源（電源輸出的直流電流I₀保持不變，I₀約為0.8A）；
待測(cè)電阻R_x （阻值約為20Ω）；
滑動(dòng)變阻器R（最大阻值約為50Ω）；
電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為15kΩ）；
電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）；
請(qǐng)回答下列問題．

（1）實(shí)驗(yàn)所用器材如圖2所示，圖中部分電路已經(jīng)連接好，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（2）電路開關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑動(dòng)到a處（選填“a”、“b”），其理由是保護(hù)電流表，保證開關(guān)閉合后，流過電流表的電流不會(huì)超過電流表量程；
（3）所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)趫D3所示的直角坐標(biāo)系上畫出U-I圖象．

	1	2	3	4	5
電流表的示數(shù)I/A	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
電壓表的示數(shù)U/V	13.9	12.1	10.2	7.60	6.1

（4）根據(jù)所畫U-I圖象，可求得直流恒流源輸出電流I₀=0.87A，待測(cè)電阻的阻值R_x=21Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
（2）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，明確滑動(dòng)變阻器的作用，從而根據(jù)安全性原則進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的圖象；
（4）根據(jù)電路和圖象進(jìn)行分析，由串并聯(lián)電路的規(guī)律進(jìn)行分析從而確定恒定電流以及電阻的阻值．

解答 解：（1）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
（2）為了讓電流表中電流由最小值開始調(diào)節(jié)，保證開關(guān)S閉合后，流過電流表的電流不會(huì)超過電流表量程；滑動(dòng)變阻器應(yīng)從最大阻值開始調(diào)節(jié)；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出對(duì)應(yīng)的U-I圖象；
（4）當(dāng)電壓為零時(shí)此時(shí)滑動(dòng)變阻器短路，則此時(shí)電流為直流電源中的電流，則可知，電流約為0.87A；
由圖可知，當(dāng)電壓為10V時(shí)，電流為0.40A，則此時(shí)流過待測(cè)電阻的電流I=0.87-0.40=0.47A，由歐姆定律可得：R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{10}{0.47}$≈21Ω
故答案為：（1）如圖所示；（2）a；保護(hù)電流表，保證開關(guān)閉合后，流過電流表的電流不會(huì)超過電流表量程；（3）如圖所示；（4）0.87；21

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)原理的分析以及實(shí)物圖的連接等，要求能通過題意明確實(shí)驗(yàn)原理，再結(jié)合所學(xué)過的物理規(guī)律進(jìn)行分析，關(guān)鍵在于明確電路結(jié)構(gòu)，知道總電流不變，再結(jié)合圖象進(jìn)行分析即可．