Question

【題目】【2016·百色卷】在“伏安法測電阻”實驗中，某小組的實驗電路如圖1甲所示．

（1）本實驗是根據(jù) 算出電阻Rx的阻值．

（2）由兩節(jié)新干電池串聯(lián)組成的電源兩端電壓大約是 V．

（3）閉合開關(guān)前，應(yīng)將變阻器滑片放在其最端 （選填“左”或“右”），閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)兩個電表中只有一個電表有示數(shù)，初步檢查確認，接線完好和兩個電表無故障，則發(fā)生故障的元件應(yīng)是 （選填“電源”、“電阻Rx”或“變阻器”）．

（4）排除故障后，經(jīng)過多次測量得到的實驗數(shù)據(jù)如表所示

數(shù)據(jù)序號	1	2	3	4	5
電壓U/V	0．75	1．0	1．5	2．0	2．5
電流I/A	0．09	0．14	0．22	0．28	0．32

①為減小實驗誤差，小明依據(jù)多次測量取平均值的做法進行了如下運算

Rx=≈7．38Ω，由此得電阻Rx=7．38Ω．這樣的算法是 （選填“合理”或“不合理”）的．

②小芳把表中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點、連線，得到各圖乙所示的U﹣I圖象．由圖可得電阻Rx= Ω．

（5）由于沒有電壓表，小紅設(shè)計了如圖2甲所示的電路圖，其中電阻R0=20Ω，電流表A1、A2為兩個完全相同的電流表，連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)兩個電流表指針均煸轉(zhuǎn)了相同的角度，如圖2乙所示，則通過電阻Rx′的電流是 A．Rx′= Ω．

Answer 1

【答案】（1）Rx=U/I；（2）3；（3）右；電阻Rx；（4）①不合理；②7．5；（5）1．6；5．

【解析】（1）伏安法測電阻的實驗原理是：Rx=U/I；（2）一節(jié)干電池電壓1．5V，且電池串聯(lián)總電壓等于兩節(jié)電池電壓之和；故由兩節(jié)新干電池串聯(lián)組成的電源兩端電壓大約3V；（3）為了保護電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將變阻器滑片放在最大值右端；由實物圖可知，如果電源有故障電路斷路，電表都沒有示數(shù)；而接線完好，只能是Rx或變阻器斷路，但變阻器斷路則整個電路斷路，電表都沒有示數(shù)；若Rx斷路，則電壓表串聯(lián)入電路中有示數(shù)，電流表示數(shù)幾乎為0，符合題意；（4）①為了減小測量的誤差應(yīng)取多次測量的平均值，應(yīng)先計算每次測量的電阻，再取平均值，故小明的做法不合理；②由圖象知，通過Rx的電流與其兩端電壓成正比，當(dāng)電壓為3V時，通過的電流為0．4A，因此可知Rx的阻值：Rx=U/I=3V/0．4A=7．5Ω；（5）由電路圖知，R0和Rx′并聯(lián)，A1測R0支路電流，A2測干路電流，由并聯(lián)電路電流特點知，干路電流等于各支路電流之和，而兩電流表指針偏轉(zhuǎn)角度相同，故可知A2使用的是0﹣15V量程，A1使用的是0﹣0．6A量程，由乙圖知A2示數(shù)為2A，A1示數(shù)為0．4A，由歐姆定律和并聯(lián)電路的電壓特點知，Ux′=U0=I0R0=0．4A×20Ω=8V，

由并聯(lián)電路電流特點知：Ix′=I﹣I0=2A﹣0．4A=1．6A，所以Rx′=Ux′/Ix′=8V/1．6A=5Ω．