Question

7．如图所示，电源电压为6V，小明利用图甲电路测定值电阻的阻值；图乙为连接不完整的实物图．

（1）对照电路图甲，请你用笔画线代替导线将乙图中未连接部分连接起来．
（2）实验操作中有可能出现下列四种错误，如果出现：电流表示数为零，电压表示数为6V的现象，其错误可能是B
A．电流表的正负接线柱接反　 B．电阻R_x发生了断路
C．电阻R_x发生了短路　　　    D．把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
（3）实验过程中，某次电流表和电压表的示数如图丙所示，此时测得的R_x=5Ω．
（4）完成上述实验后，小明想用原电路测某一定值电阻R₀的阻值（阻值约为20Ω），他发现电压表损坏，便将其拆除，然后仔细看了一下滑动变阻器的铭牌“50Ω 1A”．请你在不改变其他元件连接的方式下（总电压未知），帮他完成实验．
实验步骤：
①闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；
②将滑动变阻器连入电路的阻值最大为50Ω，记下电流表示数I₂：
③表达式：R₀=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$×50Ω．（用所测物理量符号表示）

Answer 1

分析 （1）根据电源的电压确定电压表的量程且与被测电阻并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）灯泡断路时，电路总电阻较大，电路电流较小，与待测电阻并联的电压表示数为电源电压，据此分析电路故障原因．
（3）根据图丙中电表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出此时测得R_x的阻值；
（4）滑动变阻器的最大阻值已知，滑动变阻器和被测电阻串联，让滑动变阻器全部接入和不接入，来改变电路的电阻，完成电流表的两次测量，利用两次电路的电源电压相等，列出等式，解出R₀．

解答 解：（1）电源的电压为6V，则电压表的量程为0～15V，且与被测电阻并联，滑动变阻器的任意上方接线柱与被测电阻串联，如下图所示：

（2）灯泡断路时，电路总电阻较大，电路电流较小，与待测电阻并联的电压表示数为电源电压，故故障为电阻R_x发生了断路；
（3）图丙中，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，
电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为2.5V，
则此时测得R_x的阻值R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
（4）实验步骤：①闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；
②将滑动变阻器连入电路的阻值最大为50Ω，记下电流表示数I₂．
因为电源的电压不变，
所以U=I₁R₀=I₂（R_滑+R₀）
解得：R₀=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$×50Ω．
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）5；（4）①闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；②将滑动变阻器连入电路的阻值最大为50Ω，记下电流表示数I₂；③$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$×50Ω．

点评 本题考查了伏安法测电阻的实物图的连接、故障分析、电表的读数、欧姆定律的应用和特殊的测量方法测电阻，连接电路图时要回根据电源的电压确定电压表的量程．