Question

11．有一個(gè)阻值看不清的電阻器 R_x，要測(cè)出它的電阻值．

（1）實(shí)驗(yàn)原理是：R=$\frac{U}{I}$．
（2）小明按圖1的電路圖連接好電路，檢查無(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān)S，觀(guān)察到電壓表的示數(shù)為 1.6V，電流表的示數(shù)如圖所示，則通過(guò)電阻器 R_x 的電流為0.32A，R_x 的電阻為5Ω．小明這個(gè) 結(jié)果可靠嗎？小明應(yīng)該怎么做？不可靠，應(yīng)通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片，改變電壓表的示數(shù)，多次測(cè)量取平均值．．
（3）小明采用此電路圖理論上測(cè)得的電阻一般會(huì)偏�。�（選填大、�。�
（4）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明還想測(cè)量一段電爐絲的電阻 R_x，可是在連接電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流 表和滑動(dòng)變阻器都已損壞，于是小明就利用剛才已測(cè)得的定值電阻 R₀，重新設(shè)計(jì)并連接了 如圖丙所示的電路．電源電壓未知且恒定不變．請(qǐng)把下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
①．只閉合開(kāi)關(guān)S₁，記下電壓表的示數(shù)為U₁
②．閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂，記下電壓表的示數(shù)為U₂
電阻表達(dá)式：R_x=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$R₀．

Answer 1

分析 （1）測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理為R=$\frac{U}{I}$；
（2）根據(jù)電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求電阻大�。粸樘岣邷y(cè)量的準(zhǔn)確程度，應(yīng)多次測(cè)量取平均值減小誤差；
（3）根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律判斷測(cè)出的電流與真實(shí)電流的關(guān)系，由歐姆定律判斷測(cè)出電阻的變化；
（4）由圖丁可知，只閉合開(kāi)關(guān)S₁時(shí)，R與R_x串聯(lián)，電壓表測(cè)R_x兩端的電壓；開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合時(shí)，R短路，電路為R_x的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，由歐姆定律可求通過(guò)R的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律即可求出R_x的阻值．

解答 解：（1）測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理為R=$\frac{U}{I}$；
（2）圖乙中，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，根據(jù)歐姆定律，R′=$\frac{U′}{I′}=\frac{1.6V}{0.32A}$=5Ω；
原實(shí)驗(yàn)只測(cè)量了一組數(shù)據(jù)，誤差較大，為提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度，應(yīng)通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片，改變電壓表的示數(shù)，多次測(cè)量取平均值作為測(cè)量的結(jié)果；
（3）采用圖甲測(cè)電阻，電壓表測(cè)量的電壓準(zhǔn)確；因電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)，有微弱的電流通過(guò)電壓表，根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)，電流表的示數(shù)即干路電流大于通過(guò)待測(cè)電阻的電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出的電阻偏��；
（4）由電路圖可知，
①只閉合開(kāi)關(guān)S₁，記下電壓表的示數(shù)為U₁；
②閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂，記下電壓表的示數(shù)為U₂；
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R兩端的電壓U_R=U₂-U₁，根據(jù)歐姆定律，通過(guò)R的電流I=$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}$．
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，根據(jù)歐姆定律，R_x=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$R₀．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；
（2）0.32；5；不可靠，應(yīng)通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片，改變電壓表的示數(shù)，多次測(cè)量取平均值；
（3）��；
（4）①只閉合開(kāi)關(guān)S₁，記下電壓表的示數(shù)為U₁；
②閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂，記下電壓表的示數(shù)為U₂；
R_X=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$R₀．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)電阻的大小，考查實(shí)驗(yàn)原理、電流表的讀數(shù)及電阻的計(jì)算、誤差分析及數(shù)據(jù)的處理方法和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，綜合性強(qiáng)，難度較大．