Question

在“用伏安法測電阻”的實驗中：
（1）實驗原理是

 

．
（2）在圖1中將滑動變阻器正確連入電路（未知電阻大于5Ω）

（3）如某次測量中，老師只提供了下列器材：電壓恒定的電源一個（電壓未知）、電流表一只、定值電阻R₀一個（電阻已知）、單刀開關兩只、導線若干．測待測電阻R_x的值，請用給定的器材（可不用完）按下列要求完成實驗：
①在圖2的虛線框內畫出你設計的電路圖
②扼要寫出實驗的主要步驟（指出物理量的名稱并用相應的符號表示）
a

 

．b

 

．
③R_x的數學表達式為：R_x=

 

（用所測量的物理量及相應的符號表示）．

Answer 1

分析：（1）伏安法測電阻的原理是R=

U

I

．
（2）本題主要確定電流表的量程和滑動變阻器的接線柱：
電源由2節干電池組成，電壓為3V，未知電阻大于5Ω，根據歐姆定律求出電流，確定電流表的量程．
滑動變阻器有四個接線柱，選擇一上一下接入電路．
（3）測電阻R_x的阻值，沒有電壓表，采用并聯的方式，電壓相同，把定值電阻R₀和被測電阻R_x并聯在電路中，各支路上有開關控制，電流表串聯在干路上，通過開關的閉合和斷開，電流表能測每個支路電流．

解答：解：（1）實驗原理：R=

U

I

．
（2）電源電壓為3V，電路最小電阻為5Ω，
所以電路中電流最大為：R=

U

I

=

3V

5Ω

=0.6A，
所以，電流表選擇0～0.6A．
滑動變阻器在上面和下面各選一個接線柱接入電路．
所以把電流表的“0.6”接線柱連接滑動變阻器的D（或C），開關右端相連滑動變阻器的A（或B）．如下圖：

（3）R₀與R_x并聯，電流表在干路上，各支路上各有一個開關控制，首先閉合R_x支路開關，測電流I_x，
斷開R_x支路開關，再閉合R₀支路開關，測電流I₀．如圖：

實驗步驟：a、閉合S₁斷開S₂，讀出電流表A的示數I₀；
b、閉合S₂斷開S₁，讀出電流表A的示數I_x．
③R_x=

Ux

Ix

=

U0

Ix

=

I0R0

Ix

．
故答案為：（1）R=

U

I

；（2）如上圖實物圖；
（3）①如上圖電路圖；
②a、閉合S₁斷開S₂，讀出電流表A的示數I₀；
b、閉合S₂斷開S₁，讀出電流表A的示數I_x．
③

I0R0

Ix

．

點評：伏安法是測電阻的最基本的方法，在只有電壓表時，利用定值電阻和被測電阻并聯，電壓相等，求被測電阻R_X；在只有電流表時，利用定值電阻和被測電阻串聯，電流相等，求被測電阻R_X．