题目内容
某同学利用电压表和电流表测量定值电阻Rx的阻值(约9Ω左右),电源选用两节干电池.

(1)请将图中电流表正确连入电路.
(2)该同学检查电路连接正确后,在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应移到
(3)合上开关后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数总为3V不变,你认为发生故障的原因可能是
(4)清除故障后,小明将滑片P向左滑动时,电压表示数将
(5)在课后交流讨论时,有同学提出利用电流表、已知阻值的定值电阻R0和恒压电源,同样可以测出未知电阻Rx的阻值.并设计如图所示电路,请帮他完成实验步骤:
(a)闭合开关
(b)
(c)则电阻Rx=
.
(1)请将图中电流表正确连入电路.
(2)该同学检查电路连接正确后,在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应移到
右
右
(选填“左”或“右”)端,这样做的目的是为了防止电流过大,保护电路;(3)合上开关后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数总为3V不变,你认为发生故障的原因可能是
定值电阻断路
定值电阻断路
或滑动变阻器短路
滑动变阻器短路
.(4)清除故障后,小明将滑片P向左滑动时,电压表示数将
增大
增大
(填“增大”、“减小”、“不变”),当P滑到某一位置时,两表读数如上图所示,由此可知Rx=5
5
Ω.你认为这个结果可靠吗?理由是没有多次测量求平均值,误差太大
没有多次测量求平均值,误差太大
.(5)在课后交流讨论时,有同学提出利用电流表、已知阻值的定值电阻R0和恒压电源,同样可以测出未知电阻Rx的阻值.并设计如图所示电路,请帮他完成实验步骤:
(a)闭合开关
S1
S1
,测出通过已知电阻R0的电流I0.(b)
闭合开关S1、S2,测出干路电流I
闭合开关S1、S2,测出干路电流I
.(模仿步骤a写出必要的操作内容及对应物理量)(c)则电阻Rx=
| I0R0 |
| I-I0 |
| I0R0 |
| I-I0 |
分析:(1)由于电源是两节干电池串联,则可知电源电压,根据欧姆定律可以估算出干路中的电流,从而确定流表的量程;
(2)在连接电路时,滑动变阻器的滑片应处于最大值,防止电路中电流过大烧坏用电器;
(3)电压表示数总为3V不变,说明电压表测量的是电源两端的电压,寻找可能的原因,一是滑动变阻器短路或被测电阻断路;
(4)在测量电阻的实验中,应通过滑动变阻器改变电路中的电流,多次测量求平均值,以减小实验的误差,因为导体的电阻与电流和电压无关;
(5)一个定值电阻R0和一只电流表,要测量未知电阻Rx的阻值,可以采用两个电阻并联的方式,测出通过定值电阻R0和干路电流,利用并联电路的电流特点求出通过Rx的电流,再根据欧姆定律分别表示出两支路两端的电压,利用并联电路的电压特点得出等式即可求出Rx的阻值.
(2)在连接电路时,滑动变阻器的滑片应处于最大值,防止电路中电流过大烧坏用电器;
(3)电压表示数总为3V不变,说明电压表测量的是电源两端的电压,寻找可能的原因,一是滑动变阻器短路或被测电阻断路;
(4)在测量电阻的实验中,应通过滑动变阻器改变电路中的电流,多次测量求平均值,以减小实验的误差,因为导体的电阻与电流和电压无关;
(5)一个定值电阻R0和一只电流表,要测量未知电阻Rx的阻值,可以采用两个电阻并联的方式,测出通过定值电阻R0和干路电流,利用并联电路的电流特点求出通过Rx的电流,再根据欧姆定律分别表示出两支路两端的电压,利用并联电路的电压特点得出等式即可求出Rx的阻值.
解答:解:(1)电路中的最大电流I=
=
≈0.33A,故电流表的量程选择0~0.6A;将开关、电流表以及电阻串联起来;如下图所示:

(2)在闭合开关之前,滑动变阻器应处于最大阻值的右端,这样做的目的是为了防止电流过大,保护电路;
(3)移动滑片,电压表示数总为3V,说明电压表测的是电源电压,即定值电阻断路或滑动变阻器短路;
(4)清除故障后,将滑片P向左滑动时,其电阻减小,整个电路的电流增大,电压表示数将增大;
由图2可知:U=1.4V,I=0.28A,所以R=
=
=5Ω;这个结果不可靠,应多次测量求平均值,以减小实验的误差.
(5)(a)闭合开关S1,测出通过已知电阻R0的电流I0.
(b)闭合开关S1、S2,测出干路电流I.
(c)∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过Rx的电流为Ix=I-I0,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴I0R0=IxRx
I0R0=(I-I0)Rx,
Rx=
.
故答案为:(2)右;(3)定值电阻断路;滑动变阻器短路;(4)增大;5;没有多次测量求平均值,误差太大;(5)(a)S1;(b)闭合开关S1、S2,测出干路电流I;(c)
.
| U |
| R |
| 3V |
| 9Ω |
(2)在闭合开关之前,滑动变阻器应处于最大阻值的右端,这样做的目的是为了防止电流过大,保护电路;
(3)移动滑片,电压表示数总为3V,说明电压表测的是电源电压,即定值电阻断路或滑动变阻器短路;
(4)清除故障后,将滑片P向左滑动时,其电阻减小,整个电路的电流增大,电压表示数将增大;
由图2可知:U=1.4V,I=0.28A,所以R=
| U |
| I |
| 1.4V |
| 0.28A |
(5)(a)闭合开关S1,测出通过已知电阻R0的电流I0.
(b)闭合开关S1、S2,测出干路电流I.
(c)∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过Rx的电流为Ix=I-I0,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴I0R0=IxRx
I0R0=(I-I0)Rx,
Rx=
| I0R0 |
| I-I0 |
故答案为:(2)右;(3)定值电阻断路;滑动变阻器短路;(4)增大;5;没有多次测量求平均值,误差太大;(5)(a)S1;(b)闭合开关S1、S2,测出干路电流I;(c)
| I0R0 |
| I-I0 |
点评:本题是测量电阻的实验,考查了学生对实验步骤的设计和并联特点及欧姆定律的应用;特殊法测电阻设计的思路,要么根据并联电路的电压特点,设计实验,要么根据串联电路的电流特点设计实验.
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