6.要測量一個(gè)阻值約為幾歐的電阻Rx,實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電源(電壓為3V)、學(xué)生用電流表(量程為0~0.6A、0~3A)、學(xué)生用電壓表(量程為0~3V、0~15V)、滑動變阻器R1一個(gè),開關(guān)、導(dǎo)線若干.
(1)小明用伏安法測量該電阻,如圖1是小明連接的電路.連接電路時(shí),小明注意到了開關(guān)應(yīng)斷開;接通電路后,觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn),示數(shù)為零,電壓表示數(shù)為3V.則故障原因可能是Rx 斷路.

(2)請把第二次測量時(shí),圖2所示的電壓表和電流表示數(shù)填入表中相應(yīng)的空格.
次數(shù)123
電壓/V1.1 2.3
電流/A0.22 0.46
(3)處理表2中所記錄的各次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出待測電阻Rx的阻值為5Ω.
(4)小紅在實(shí)驗(yàn)室所提供的器材中選擇合適的器材,設(shè)計(jì)如下電路測出該電阻的值.如圖3所示的四個(gè)電路中,R0為已知阻值的定值電阻,不能測出未知電阻Rx的電路是D

分析 (1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);
閉合開關(guān)電流表示數(shù)為0,可能是電路出現(xiàn)了斷路,再結(jié)合電壓表的示數(shù)情況分析原因;
(2)確定電壓表與電流表的量程、最小分度值,讀出電壓表與電流表的示數(shù);
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),由歐姆定律求出電阻測量值,然后求各測量值的平均值,得出待測電阻的阻值;
(4)串聯(lián)電路的電流處處相等,并聯(lián)電路各支路電壓相等,用電壓表和電流表,直接或間接測量電壓和電流,根據(jù)歐姆定律求得Rx電阻.

解答 解:
(1)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)斷開;
觀察到電流表指計(jì)不偏轉(zhuǎn),示數(shù)為零,電路可能斷路;而電壓表示數(shù)為3V,為電源電壓,說明電壓表到電源間是通路,則斷路的地方在與電壓表并聯(lián)的部分電路中,即電阻Rx斷路;
(2)由圖2知,電壓表量程是3V,最小分度值是0.1V,電壓示數(shù)是1.6V;電流表量程是0.6A,最小分度值是0.02A,電流表示數(shù)是0.32A;
(3)由表中數(shù)據(jù)可求得,三次測量待測電阻的阻值:
R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.1V}{0.22A}$=5Ω,R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.6V}{0.32A}$=5Ω,R3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.3V}{0.46A}$=5Ω,
則待測電阻阻值:Rx=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{5Ω+5Ω+5Ω}{3}$=5Ω;
A、開關(guān)S閉合時(shí),R0短路,電壓表測量電源電壓;開關(guān)S斷開時(shí),電壓表測量Rx兩端的電壓;
根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和,可求出R0兩端的電壓,根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出通過R0的電流;
根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,通過Rx電流等于通過定值電阻電流Ix=I0,根據(jù)Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$可求出Rx電阻;
B、由電路圖可知,當(dāng)S斷開時(shí),電路為R0的簡單電路,電流表R0的電流,根據(jù)歐姆定律可求電源的電壓;
當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)R0、Rx并聯(lián),電流表測總電流,由并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可求得通過Rx的電流,并且Rx兩端電壓等于電源電壓,所以可以根據(jù)Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$求出Rx阻值;
C、由電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電路為R0的簡單電路,電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓;
當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)兩電阻串聯(lián),電流表測串聯(lián)電路的電流,根據(jù)歐姆定律求出電路的總電阻,再根據(jù)電阻的串聯(lián)可以求出Rx阻值;
D、開關(guān)S閉合時(shí),Rx短路,電壓表測量電源電壓;開關(guān)S斷開時(shí),電壓表測量電源電壓;所以無法得到電路中電流,所以不能計(jì)算出Rx的值.
所以不能測出未知電阻Rx的電路是D圖.
故答案為:(1)斷開;Rx斷路;
(2)如下表:

次數(shù)123
電壓/V1.11.62.3
電流/A0.220.320.46
(3)5;
(4)D.

點(diǎn)評 本題考查了連接電路的注意事項(xiàng)、電壓表與電流表讀數(shù)、應(yīng)用歐姆定律求電阻、特殊方法測電阻,是實(shí)驗(yàn)的?純(nèi)容,應(yīng)掌握好.
利用電壓表或電流表和已知阻值電阻測未知電阻的阻值,就是根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)或并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)想辦法得出未知電阻兩端的電壓和電流,然后根據(jù)歐姆定律求出未知電阻的阻值.

練習(xí)冊系列答案
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(1)在空白處填上所缺的實(shí)驗(yàn)器材.
(2)實(shí)驗(yàn)原理是R=$\frac{U}{I}$
(3)在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.

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11.在“測量定值電阻阻值”和“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,老師提供的器材有:電流表、電壓表各一個(gè)、電源(電壓恒為6V)、開關(guān)各一個(gè),滑動變阻器(“10Ω 2A”、“20Ω 1A”) 兩個(gè),導(dǎo)線若干.

(1)婷婷正確連接好電路后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片到某一位置時(shí),觀察到電流表示數(shù)為0.2A,電壓表示數(shù)如圖甲所示,則定值電阻阻值為10Ω.
(2)婷婷僅把這一次實(shí)驗(yàn)測得的阻值作為最后的結(jié)果,你認(rèn)為合適嗎?不合適,理由是實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少,測量誤差大.
(3)測出電阻后,婷婷將電路中的定值電阻換成了一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡,測量小燈泡的電功率,圖乙是婷婷重新連接的不完整的電路,請你用筆代替導(dǎo)線將實(shí)物電路連接完整.(要求:滑片P向右移動時(shí),小燈泡變亮)
(4)電路接好后,閉合開關(guān),燈泡發(fā)出明亮的光,產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的操作原因是滑動變阻器滑片沒有移到電阻最大的位置.
(5)排除故障后,再閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V時(shí),小燈泡正常發(fā)光,如果此時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡的額定功率是0.75W,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”.
(6)小明實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表出現(xiàn)了故障不能使用,老師給了他一只定值電阻R0,告訴他利用這個(gè)阻值已知的定值電阻就能測量小燈泡的額定功率.聰明的你一定能幫小明設(shè)計(jì)出電路圖,請把你設(shè)計(jì)的電路圖畫在丁中.(要求:電壓表只有一個(gè),開關(guān)若干,不允許拆接電路)

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18.在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中,為了使被測電阻值測得更準(zhǔn)確些,下列辦法中可行的是( 。
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