Question

12．在“用电压表和电流表测电阻的实验”中，
（1）实验的原理是：R=$\frac{U}{I}$．
（2）如图是某次用电压表和电流表测量小灯泡电阻的实物图，请用笔画线代替导线，按照实验的要求完成电路的连接．（要求：滑动变阻器的滑片向右移时电流表示数变大）
（3）若用其它的方法测量电阻，老师提供了下列器材：电压恒定的电源一个（电压未知），定值电阻R₀一个（阻值已知），待测电阻R_x一个，滑动变阻器一个，量程合适的电流表（或电压表）一个，单刀开关两个，导线若干．请在给出的器材中选用一些进行组合，完成实验．
①画出实验电路图．
②写出实验的主要步骤．
③写出R_x的表达式．

Answer 1

分析 （1）伏安法测电阻原理是：R=$\frac{U}{I}$．
（2）连接电路时，滑动变阻器接线柱的选择也要注意实验中的特定要求．
（3）利用伏安法测电阻，需用到电流表和电压表，在此实验中，没有电压表，但给出了一个电流表和已知电阻，所以电流表和已知电阻可替代电压表的作用，因此实验中可将两个电阻并联．即可直接测得电流也可间接测得电压．

解答 解：（1）伏安法测电阻原理是：欧姆定律的变形公式得：R=$\frac{U}{I}$．
（2）要求滑动变阻器的滑片向右移时电流表示数变大，也就是滑片向右移时接入电路的电阻变小，所以滑动变阻器的接线柱可以选择上面的一个接线柱和右下边的接线柱．连接方法如图所示：

（3）①电路图如图：

②实验步骤：
1、按电路图连接电路．
2、闭合开关S₁，断开开关S₂，读出此时电流表的示数I₁．
3、闭合开关S₂，断开开关S₁，读出此时电流表的示数I₂．
4、根据所测数据计算得出R_x的阻值．
③、电阻两端的电压U=I₁R₀
所以R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀．
答：（1）R=$\frac{U}{I}$；
（2）如上图；
（3）①如上图；
②实验步骤：
1、按电路图连接电路．
2、闭合开关S₁，断开开关S₂，读出此时电流表的示数I₁．
3、闭合开关S₂，断开开关S₁，读出此时电流表的示数I₂．
4、根据所测数据计算得出R_x的阻值．
③、R_x的表达式R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀．

点评 此题是测量电阻的实验设计，在实验中用一个定值电阻和一块电流表代替了电压表，设计实验的宗旨就是怎样能间接地测出电阻两端的电压．