5. 某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值,实验电路图如图甲所示(电源电压为3 V)。

(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3 V,则电路故障原因可能是
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6 V,电流表示数如图乙所示,其读数为
(4)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为$R_0$,请你把以下测量步骤补充完整:
①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为$U_1$;
②闭合开关S,
③待测电阻$R_x=$
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最
右
(填“左”或“右”)端。(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3 V,则电路故障原因可能是
定值电阻$R_x$断路
。(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6 V,电流表示数如图乙所示,其读数为
0.16
A,则未知电阻为10
Ω。接下来测量多组实验数据算出平均值,这是为了减小测量带来的误差
。(4)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为$R_0$,请你把以下测量步骤补充完整:
①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为$U_1$;
②闭合开关S,
滑片P移到b端时
,读出电压表示数为$U_2$;③待测电阻$R_x=$
$\dfrac{U_2}{U_1-U_2}R_0$
(用已知和测量出的物理量符号表示)。答案
(1)右 (2)定值电阻$R_x$断路 (3)0.16 10 误差
(4)②滑片P移到b端时 ③$\dfrac{U_2}{U_1-U_2}R_0$
解析:(1)为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。(2)闭合开关后,发现电流表无示数,则电路断路,电压表示数接近3 V,则电压表与电源连通,所以故障为定值电阻$R_x$断路。(3)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,电流为0.16 A,电阻$R=\dfrac{U}{I}=\dfrac{1.6\ \mathrm{V}}{0.16\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$;实验中,多次测量求平均值可以减小误差。(4)①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为$U_1$;②闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为$U_2$;③在①中,电压表测电源电压$U_1$;在②中,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为:$U_{\mathrm{滑}}=U_1-U_2$,由欧姆定律,电路中的电流:$I'=\dfrac{U_{\mathrm{滑}}}{R_0}=\dfrac{U_1-U_2}{R_0}$,根据串联电路电流的规律和欧姆定律得待测电阻:$R_x=\dfrac{U_2}{I'}=\dfrac{U_2}{U_1-U_2}R_0$。
(4)②滑片P移到b端时 ③$\dfrac{U_2}{U_1-U_2}R_0$
解析:(1)为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。(2)闭合开关后,发现电流表无示数,则电路断路,电压表示数接近3 V,则电压表与电源连通,所以故障为定值电阻$R_x$断路。(3)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,电流为0.16 A,电阻$R=\dfrac{U}{I}=\dfrac{1.6\ \mathrm{V}}{0.16\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$;实验中,多次测量求平均值可以减小误差。(4)①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为$U_1$;②闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为$U_2$;③在①中,电压表测电源电压$U_1$;在②中,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为:$U_{\mathrm{滑}}=U_1-U_2$,由欧姆定律,电路中的电流:$I'=\dfrac{U_{\mathrm{滑}}}{R_0}=\dfrac{U_1-U_2}{R_0}$,根据串联电路电流的规律和欧姆定律得待测电阻:$R_x=\dfrac{U_2}{I'}=\dfrac{U_2}{U_1-U_2}R_0$。
登录