Question

在做“伏安法测量定值电阻”的实验中，小明同学设计了如图甲所示的电路，请你完成下列问题．

（1）该实验的原理是

R=

U

I

．
（2）连接电路时，应将开关

断开

；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最

右

端（填“左”或“右”）．
（3）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于

电阻R

断路造成的．
（4）调节滑动变阻器，把测量的几组数据描成如图乙所示的图象，则该电阻的阻值R=

3

Ω．
（5）完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器都已损坏．于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R，重新设计并连接了如图丙所示的电路．电源电压未知且恒定不变．
请把下列实验步骤补充完整：
只闭合开关S₁，

记下电压表的示数U₁

；

再闭合开关S₂，记下电压表的示数U₂

．
电阻表达式：R_x=

U1R

U2-U1

．

Answer 1

分析：（1）伏安法测电阻的实验原理：R=

U

I

；
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处；
（3）电流表无示数，电路断路，电压表有明显偏转，电压表并联的电路断路；
（4）电阻是定值电阻，在图象上找任意一对电压和电流值，根据R=

U

I

计算电阻；
（5）没有电流表，找出R_X的电流是关键，根据串联电路电流相等，得到R的电流即R_X的电流；
闭合S₁测R_X电压，再闭合S₂测电源电压，根据串联电路电压特点，得出R电压，根据欧姆定律，计算R的电流．

解答：解：（1）实验原理：R=

U

I

；
（2）①连接电路时，开关应处于断开状态，防止连接完最后一根导线，电路接通，损坏元件；
②滑动变阻器接左半段，滑片处于右端，滑动变阻器连入电路的电阻最大，电路电流最小，对电路起保护作用；
（3）电流表无示数，说明电路断路，电压表有明显偏转，即电压表串联在电路中，故电阻R断路；
（4）在图上取一点，U=1.8V，I=0.6A，
根据I=

U

R

，
故该电阻的阻值为：R=

U

I

=

1.8V

0.6A

=3Ω；
（5）分析电路图可知：R与R_X串联，只闭合S₁，测R_X电压U₁；再闭合开关S₂，读出电压表的示数为U₂，即电源电压．
∵I_X=I，∴

U1

RX

=

U2-U1

R

，
所以，R_X=

U1R

U2-U1

．
故答案为：（1）R=

U

I

；
（2）断开；右；
（3）电阻R；
（4）3；
（5）①记下电压表的示数U₁；②再闭合开关S₂，记下电压表的示数U₂；

U1R

U2-U1

．

点评：①没有电压表，利用已知电阻和电流表以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成并联电路，找电压相等列等式求出被测电阻；
②没有电流表，利用电压表和已知电阻以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成串联电路，找电流相等列等式求出被测电阻．