题目内容
16．图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图．
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整．
（2）闭合开关，将滑片P向左滑动时，此时电压表示数为1.2V，电流表示数如图乙所示，其读数为I=0.3A，则未知电阻R=4Ω，此时未知电阻消耗的功率P=0.36 W．要多次测量，滑动变阻器在此实验中的作用是取平均值减小实验的误差．
（3）该同学又设计了如图丙所示的测量电路，同样可以测量未知电阻Rx，其中R0是定值电阻．请在空格内把实验步骤补充完整．
①闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压U；
②闭合开关S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
③请用测量值U和U1，已知量R0来表达Rx=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．
分析 （1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，要注意开关闭合前滑动变阻器处于最大阻值处；
（2）根据电流表的量程和分度值读出示数，根据欧姆定律求出Rx的阻值；
（3）由电路图可知，当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路，电压表测电源的电压；当开关S闭合、S1断开时，R0、Rx串联，电压表测Rx两端的电压；根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值，据此设计实验步骤得出结果．
解答 解：（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：
（2）由图2可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，则I=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值电阻的阻值：Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.2V}{0.3A}$=4Ω；
定值电阻的电功率：P=UI=1.2V×0.3A=0.36W；
此实验中为了多次测量，滑动变阻器在此实验中的作用是取平均值减小实验的误差；
（3）实验步骤：
①闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压U；
②闭合开关S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
③因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R0两端的电压：U0=U-Ux=U-U1，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$，即$\frac{U-{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{x}}$，
解得：Rx=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）0.3；4；0.36；取平均值减小实验的误差；
（3）①闭合开关S、S1；②闭合开关S、断开S1；③$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．
点评 本题考查了实物图的连接和电流表的读数、欧姆定律的应用、串联电路的特点等，关键是知道有电压表、无电流表时可根据串联电路的电流、电压特点进行设计实验．
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