Question

13．在“用电压表和电流表测电阻的实验”中，
（1）实验的原理是：R=$\frac{U}{I}$（写公式）
（2）按图甲电路图，将图乙中的实物用笔画线表示导线连接起来（导线不交叉，电表均选用小量程，滑动变阻器阻值变化原理与电路图相对应）

（3）某次测量电压表的示数为2V．电流表的示数如图丙所示，则被冽电阻的阻值为5?；
（4）若用其它的方法测量电阻，老师提供了下列器材：一个标准电阻箱（能表示出阻值的变阻器，电路符号为，待测电阻Rx，若干开关、一个满足实验要求的电源、若干导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表（电流表的量程足够大），请利用所给的器材完成实验．
①在图丁的虚线方框内画出你设计的实验电路图；
②将下面的实验步骤补充完整，并用字母表示需要测出的物理量；
步骤l：开关断开，并按设计的电路图连接电路：
步骤2：只闭合开关S₁，观察并记录电流表指针偏转的位置；
步骤3：断开开关S₁，闭合开关S₂，调节电阻箱电阻的大小，观察电流表的指针，使它指向前面记录的位置；读出此时电阻箱电阻的大小R₀．
③写出R_x的表达式：R_x=R₀ （用测量的物理量表示）

Answer 1

分析 （1）用电压表和电流表测电阻的实验原理是：R=$\frac{U}{I}$；
（2）根据电路图连接这实物图，电表均选用小量程，变阻器滑片以左电阻丝连入电路中；
（3）读取电流表示数前，应该首先明确选择的量程和对应的分度值；已知电压和电流，利用公式欧姆定律可以计算出电阻；
（4）此题属于“一只电表测电阻”．由于器材相对不够，不能用“伏安法”来测电阻，因此要运用“等效替代”的思想来设计测电阻的方法．题目中已经给出的仪表是电流表，我们可以知道电流的大小．虽然不能准确读出电流值，但能比较电流的大小．因此，电流这个物理量，我们可当作已知量．

解答 解：（1）实验的原理是：R=$\frac{U}{I}$；
（2）根据电路图连接这实物图，电表均选用小量程，变阻器滑片以左电阻丝连入电路中，如下左所示：
（3）某次测量电压表的示数为2V．电流表的示数如图丙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，则被测电阻的阻值为：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.0V}{0.4A}$=5?；
（4）①并联电路各支路两端电压相等．我们可以连接成并联电路，让未知电阻两端电压与连入电路中的电阻箱的两端电压相等．记下通过未知电阻中的电流的示数（其实指电流表指针偏转的角度），再将电流表接入电阻箱的支路中，如上右所示，使两次电流表指针偏转的角度相同，这样就能测出未知电阻的阻值．
②步骤l：开关断开，并按设计的电路图连接电路；
步骤2：只闭合开关S₁，观察并记录电流表指针偏转的位置；
步骤3：断开开关S₁，闭合开关S₂，调节电阻箱电阻的大小，观察电流表的指针，使它指向前面记录的位置；读出此时电阻箱电阻的大小R₀．
③写出R_x的表达式：R_x=R₀．
故答案为：
（1）R=$\frac{U}{I}$；
（2）实物连接如上左图：
（3）5；
（4）①实验电路如上右图：
②步骤2：只闭合开关S₁，观察并记录电流表指针偏转的位置；
步骤3：断开开关S₁，闭合开关S₂，调节电阻箱电阻的大小，观察电流表的指针，使它指向前面记录的位置；
③R₀．

点评 本题用电压表和电流表测电阻，考查实验原理、电路的连接、电阻计算和设计实验方案的能力及等效替代法的运用．