Question

【题目】在“伏安法测定值电阻”的实验中，小明同学所用电源电压恒定不变，但电源电压未知，滑动变阻器标有“20Ω、1.5A”样，电压表和电流表的量程合适，他已连接了部分电路，如图1所示．请你接着完成下列问题：

（1）用笔画线代替导线，将图1中的电路连接完整，电压表选用0～3V量程（连线不得交叉）．
（2）当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数如图2所示，定值电阻Rx电阻为Ω．

（3）进行了上步计算后，小明认为实验完成了，小亮则认为仅这样就得出电阻的阻值不够可靠．原因是 ．
（4）实验过程中电流表突然损坏．小明利用现有器材，在无需换接电压表的情况下设计并完成了实验．请画出小明实验设计的电路图，并完善下列步骤及测量定值电阻的表达式．
①按照电路图连接好电路 ；
②调节滑动变阻器的滑片，使其接人电路的阻值为 Ω时，读出电压表的示数U1；
③再调节滑动变阻器的滑片，使其接人电路的阻值为 Ω时，读出电压表的示数U2；
④根据已知条件和测量结果，写出定值电阻的表达式：Rx= Ω（用符号表示）．

Answer 1

【答案】
（1）

解：如图所示：

（2）10
（3）一次实验得出的结果误差较大
（4）；20；0；
【解析】解：（1）滑动变阻器“一上一下”的方式串联在电路中，滑动变阻器已经选定了下面接线柱，
故只需上面任一接线柱与定值电阻左接线柱连接，电压表与定值电阻并联，如图所示：
；（2）电流表选择0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.24A；
由I= 知，定值电阻Rx电阻：Rx= = =10Ω．（3）定值电阻的阻值不变，一次实验得出的结果误差较大，为了使测量更准确，要进行多次测量，求电阻的平均值减小误差．（4）没有电流表，可以利用滑片滑到最右端和最左端，使电路处于两种状态，根据电源电压相等求解．
利用滑动变阻器滑到右端，定值电阻与滑动变阻器最大值20Ω串联在电路中，记下电压表示数U1 ，
滑动变阻器滑到左端，只有定值电阻RX接入电路，记下电压表示数U2 ， 如下图所示：

实验步骤：①按照电路图连接好电路；②调节滑动变阻器的滑片，使其接人电路的阻值为20Ω时，读出电压表的示数U1；③再调节滑动变阻器的滑片，使其接人电路的阻值为0Ω时，读出电压表的示数U2；④当滑动变阻器接人电路的阻值为0Ω时，电路为Rx的简单电路，
此时电压表测电源电压，即电压表示数U2 ，
当滑动变阻器全部接入电路时，此时定值电阻与滑动变阻器串联，
电压表测Rx两端的电压，则滑动变阻器两端的电压：U滑=U2﹣U1 ，
电路中的电流：I= = ，
由I= 得，定值电阻Rx的阻值：
Rx= = = Ω．
所以答案是：（1）见上图；（1）10；（3）一次实验得出的结果误差较大；（4）见上图；②20；③0；④ ．（或②0；③20；④ ）