题目内容

要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx.实验室提供的器材有:电源(电压为3V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、滑动变阻器R1(100Ω  2A)和电阻箱R2(0~9999Ω  5A)各一个,开关、导线若干.
(1)小明用伏安法测量该电阻,经检查电路完好.闭合开关,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小,电压表有示数,但电流表的指针几乎不偏转,电流太小的原因是
被测电阻阻值太大
被测电阻阻值太大
.所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值.
(2)请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计实验方案测出该电阻的值.
(a)在虚线方框中画出实验电路图;
(b)简述实验步骤:
①将电压表与Rx并联,扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧,读出示数为R2;②闭合开关读出电压表示数为U;③计算出Rx的阻值
①将电压表与Rx并联,扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧,读出示数为R2;②闭合开关读出电压表示数为U;③计算出Rx的阻值
;(用相应的字母表示各个测出的物理量)
(c)写出待测电阻Rx的表达式:
Rx=
UR2
3V-U
Rx=
UR2
3V-U
.
分析:(1)根据欧姆定律,在电压不变的情况下,若电路的电阻增大,则电路中的电流减小,若电阻值很大,则电路中的电流会很小.若电流值小于电流表的分度值时,将无法准确地测出电流值.
(2)由于Rx电阻值很大,所以电路中的电流会很小,可设法利用串分压的知识解决.而滑动变阻器与Rx的阻值相比相差太大,所以此时应用电阻箱来代替滑动变阻器.
解答:解:(1)因为电源电压为3V,而电阻Rx的阻值大约为几百欧,由I=
U
R
可知,电路中的电流太小,所以不能用伏安法测出该电阻的值.
(2)(a)、可以利用阻值与Rx相差不大的电阻箱串联,利用串分压的知识测得Rx的阻值.电路如图所示:

(b)、①将电压表与Rx并联,扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧,读出示数为R2;
②闭合开关读出电压表示数为U;
③计算出Rx的阻值;
(c)、由U:U′=Rx:R2得,
U:(3V-U)=Rx:R2
则Rx=
UR2
3V-U
.
故答案为:(1)被测电阻阻值太大;(3)(b)①将电压表与Rx并联,扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧,读出示数为R2;②闭合开关读出电压表示数为U;③计算出Rx的阻值;(c)Rx=
UR2
3V-U
.
点评:此题测量电阻的实验,考查了电路实验的分析和设计.要根据不同的情况用不同的方法测量电阻.
练习册系列答案
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(2013?苏州)要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx,实验室提供的器材有:电源(电压为3V),学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、滑动变阻器R1和电阻箱R2(0~9999Ω 5A)各一个,开关、导线若干.

(1)小明用伏安法测量该电阻,图1是小明连接的电路.连接电路时,小明注意到了开关应
断开
断开
;接通电路前,小明还应将滑动变阻器滑至最
右
右
(左/右)端.
接通电路后,观察到电流表指针不偏转,示数为零,电压表示数为2V.请你判断:
①电路中哪一个元件有故障?答:
电流表
电流表
;
②该元件发生了什么故障?答:
短路
短路
.
(2)在排出故障更换新元件后,经检查电路完好.闭合开关,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小,电压表有示数,但电流表的指针几乎不偏转,电流太小的原因是
被测电阻阻值太大
被测电阻阻值太大
.所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值.
(3)请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计实验方案测出该电阻的值.
(a)在图2所示虚线方框中画出实验电路图;
(b)简述实验步骤:
将电压表与Rx并联,扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧,读出示数为R2;
闭合开关读出电压表示数为U;
计算出Rx的阻值
将电压表与Rx并联,扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧,读出示数为R2;
闭合开关读出电压表示数为U;
计算出Rx的阻值
;(用相应的字母表示各个测出的物理量)
(c)写出待测电阻Rx的表达式:
Rx=
UR2
3V-U
Rx=
UR2
3V-U
.

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