题目内容

【题目】小明利用干电池、电压表、电流表、滑动变阻器(10Ω 1A)、电键、导线测未知电阻Rx(约5Ω)的阻值.
(1)小明连接好电路如图(甲)所示,小芳检查后发现电路连接有两处错误.请在连接错误导线上打“×”并将正确连接画出来.

实验次数

1

2

3

4

U/V

2.00

1.50

1.00

I/A

0.40

0.31

0.22


(2)改正错误后,移动滑片到某一位置,电压表和电流表示数如图(乙)所示,请将电表示数填在上表中空白处.改变滑片的位置,得到多组电压和电流数值如表所示.
(3)若电压表已损坏,另外找来一个开关和足够的导线,利用这些器材测出未知电阻Rx的阻值. ①把你设计的电路图画在虚线框内.
②简述实验步骤,并用相应的符号表示测出的物理量.
③用测出的物理量和已知量表示未知电阻的阻值Rx.
④请你对你设计的实验作出评价.

【答案】
(1)解:由电路图知,滑动变阻器与电压表连接错误,电压表应并联在待测电阻两端,滑动变阻器串联在电路中,接一上一下两个接线柱,电路图如右图所示,故答案为:电路图如下图所示


(2)解:由图知:电压表量程是3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是

2.50V;电流表量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.50A;

故答案为:如下表所示.

实验次数

1

2

3

4

U/V

2.50

2.00

1.50

1.00

I/A

0.50

0.40

0.31

0.22


(3)解:①实验电路设计:把滑动变阻器调到最大阻值处,作为定值电阻使用,定值电阻R=10Ω;把待测电阻与滑动变阻器并联,分别用两只开关控制,电流表串联在干路上,电路图如图乙所示.

②主要实验步骤如下:

a.闭合开关S2,断开开关S1,读出电流表的读数I1

b.闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的读数I2

③待测电阻两端的电压为Ux=U0=I1R

根据欧姆定律可知待测电阻的阻值为Rx= =

④这种方案只能进行一次测量,不能进行多次测量求平均值,实验误差较大,不利于精确测量.


【解析】(1)电压表应并联在待测电阻两端,滑动变阻器应接一上一下两个接线柱,不能同时接上面两个接线柱, 据此分析电路接线错误之处,并改正;(2)由图乙确定电表量程与最小分度值,然后根据指针位置读出电表示数;(3)电压表已坏,只能用电流表测电阻,可把滑动变阻器作为定值电阻使用,要测量未知电阻Rx的阻值,
可以采用两个滑动变阻器与待测电阻并联的方式,测出通过滑动变阻器0和未知电阻Rx的电流;
根据并联电路电压是相等的特点,我们可以求出滑动变阻器两端的电压,也就知道了Rx两端电压,
然后由欧姆定律可以求出电阻Rx的阻值;按这种设计测电阻,只能测一组数据,不能进行多次测量求平均值.

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