Question

【題目】在“伏安法測定值電阻”的實驗中，小明同學所用電源電壓恒定不變，但電源電壓未知，滑動變阻器標有“20Ω、1.5A”樣，電壓表和電流表的量程合適，他已連接了部分電路，如圖1所示．請你接著完成下列問題：

（1）用筆畫線代替導線，將圖1中的電路連接完整，電壓表選用0～3V量程（連線不得交叉）．
（2）當電壓表的示數為2.4V時，電流表的示數如圖2所示，定值電阻Rx電阻為Ω．

（3）進行了上步計算后，小明認為實驗完成了，小亮則認為僅這樣就得出電阻的阻值不夠可靠．原因是 ．
（4）實驗過程中電流表突然損壞．小明利用現有器材，在無需換接電壓表的情況下設計并完成了實驗．請畫出小明實驗設計的電路圖，并完善下列步驟及測量定值電阻的表達式．
①按照電路圖連接好電路 ；
②調節滑動變阻器的滑片，使其接人電路的阻值為 Ω時，讀出電壓表的示數U1；
③再調節滑動變阻器的滑片，使其接人電路的阻值為 Ω時，讀出電壓表的示數U2；
④根據已知條件和測量結果，寫出定值電阻的表達式：Rx= Ω（用符號表示）．

Answer 1

【答案】
（1）

解：如圖所示：

（2）10
（3）一次實驗得出的結果誤差較大
（4）；20；0；
【解析】解：（1）滑動變阻器“一上一下”的方式串聯在電路中，滑動變阻器已經選定了下面接線柱，
故只需上面任一接線柱與定值電阻左接線柱連接，電壓表與定值電阻并聯，如圖所示：
；（2）電流表選擇0～0.6A的量程，分度值為0.02A，示數為0.24A；
由I= 知，定值電阻Rx電阻：Rx= = =10Ω．（3）定值電阻的阻值不變，一次實驗得出的結果誤差較大，為了使測量更準確，要進行多次測量，求電阻的平均值減小誤差．（4）沒有電流表，可以利用滑片滑到最右端和最左端，使電路處于兩種狀態，根據電源電壓相等求解．
利用滑動變阻器滑到右端，定值電阻與滑動變阻器最大值20Ω串聯在電路中，記下電壓表示數U1 ，
滑動變阻器滑到左端，只有定值電阻RX接入電路，記下電壓表示數U2 ， 如下圖所示：

實驗步驟：①按照電路圖連接好電路；②調節滑動變阻器的滑片，使其接人電路的阻值為20Ω時，讀出電壓表的示數U1；③再調節滑動變阻器的滑片，使其接人電路的阻值為0Ω時，讀出電壓表的示數U2；④當滑動變阻器接人電路的阻值為0Ω時，電路為Rx的簡單電路，
此時電壓表測電源電壓，即電壓表示數U2 ，
當滑動變阻器全部接入電路時，此時定值電阻與滑動變阻器串聯，
電壓表測Rx兩端的電壓，則滑動變阻器兩端的電壓：U滑=U2﹣U1 ，
電路中的電流：I= = ，
由I= 得，定值電阻Rx的阻值：
Rx= = = Ω．
所以答案是：（1）見上圖；（1）10；（3）一次實驗得出的結果誤差較大；（4）見上圖；②20；③0；④ ．（或②0；③20；④ ）