Question

14．在“测未知电阻R_x的阻值”实验中，请完成下列相关问题：

（1）如图1是某同学实验中连接的部分电路，用笔画线代替导线将其连接完整．
（2）该同学在连接电路等工作闭合开关，发现灯泡不亮，电流表和电压表指针只有很小的偏转，分析其原因是变阻器的最大阻值较大．
（3）把第二次测量时，如图2所示的电流表的示数填入表中相应的位置．
（4）处理表中记录的实验数据，得出未知电阻R_x的阻值为5.1Ω（保留一位小数）．

实验次数	电压/V	电流/A
1	1.2	0.24
2	1.6
3	2.4	0.48

（5）另有同学设计了如图3所示的测量方案，R₀为定值电阻，闭合开关S，如果电压表V₁和V₂的读书分别为U₁和U₂，则电阻R_x的阻值表达式为R_x=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$R₀．

Answer 1

分析 （1）将电压表与电阻并联，滑动变阻器一上一下串联在电路中；
（2）根据实验现象可知电路中电流值很小，是由于总电阻过大造成；
（3）根据图2确定电流表的量程和分度值，读出电流表的示数；
（4）根据R=$\frac{U}{I}$计算出三种情况下的电阻值，求出平均值；
（5）计算出R₀的电流，可知R_x的电流，由R=$\frac{U}{I}$得出R_x的表达式．

解答 解：（1）将电压表与电阻并联，滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱串联在电路中，如图所示：

（2）灯泡不亮，电流表和电压表指针只有很小的偏转，说明电路中的电流很小，是由于变阻器的最大阻值较大造成；
（3）由图2知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.3A；
（4）由表格中数据知，根据R=$\frac{U}{I}$计算出三次测量的电阻值分别为5Ω、5.3Ω、5Ω，则被测电阻的阻值：
R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{5Ω+5.3Ω+5Ω}{3}$≈5.1Ω；
（5）两电阻串联，电流相等，则I_x=I₀=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$，R_x=$\frac{{U}_{2}}{\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$R₀．
故答案为：（1）见上图；（2）变阻器的最大阻值较大；（3）0.3；（4）5.1；（5）$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$R₀．

点评 本题是伏安法测电阻的实验，考查了电路的连接、电流表的读数、电阻的计算及在没有电流表情况下电阻的测量方法，考查全面，应熟练掌握．