Question

8．在测量定值电阻R_x阻值的实验中．
（1）请你将图甲中的实物电路用笔划线代替导线连接完整．

（2）在实验过程中，发现电压表不能使用，小明将滑动变阻器调到最大值作为定值电阻R₀使用（R₀值已知），设计了如图乙所示的电路测量Rx阻值．测量时，只闭合S₁电流表示数I₁，只闭合S₂电流表示数为I₂，则电阻Rx两端的电压为I₂R₀，电阻R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$．（用I_l、I₂和R₀表示）
（3）因图乙未能测量多组数据，于是小明向老师借丁一只定值电阻R₀（R₀值已知），设计了如图丙所示的实验电路，重复（2）中的测量步骤和计算方法，并多次测量求出了电阻Rx的阻值．老师告诉小明他的方案是错误的，理由是因为R_x与R₀在两种不同的状态下电压不一定相同．

Answer 1

分析 （1）将滑动变阻器串联在电路中，滑片向左滑电流表示数变小，则其阻值应变大；
电压表与电阻并联，根据电源电压判断量程；
（2）根据欧姆定律及并联电路的电压关系进行分析；
（3）串联电路的电阻在电路中起分担电压的作用，电阻不同，分担的电压不同；当只闭合S₁时，R_X 与滑动变阻器串联在电路中，只闭合S₂时，R₀与滑动变阻器串联在电路中，滑片位置不变，R₀与R_X不一定相等，分担的电压不一定相同．

解答 解：（1）滑动变阻器与电阻串联，滑片向左滑电流表示数变小，滑动变阻器的阻值应变大，所以下面应接由端的B接线柱；
电源由2节干电池组成，所以电压表可选择0～3V的量程，如图所示：
．
（2）由题意知，U_x=U₀=I₂R₀；
由I=$\frac{U}{R}$得，R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$．
（3）只闭合S₁和只闭合S₂，滑动变阻器接入电路的电阻相同，R_X与R₀的阻值不一定相同，在串联电路中分担的电压不一定相同，所以不能根据电压相等列等式求解．
故答案为：（1）答案如上图所示；（2）I₂R₀；$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}}$；（3）因为R_x与R₀在两种不同的状态下电压不一定相同．

点评 此题是伏安法测电阻探究实验，考查了滑动变阻器的连接和电压表量程的选择，此题的难点是（2）（3）两问，实验改进时能不能进行多次测量关键是看定值电阻和待测电阻两端的电压是否相等．