Question

在測(cè)量某一定值電阻R_x阻值的實(shí)驗(yàn)中，張楠同學(xué)選定了如圖所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于李驊同學(xué)的疏忽，做完實(shí)驗(yàn)后他才發(fā)現(xiàn)，把測(cè)量的電流值都寫(xiě)在草稿紙上而忘記填人記錄表格中．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A

（1）請(qǐng)你幫助李驊同學(xué)把記錄在草稿紙上的電流值對(duì)應(yīng)填人表格中，并寫(xiě)出你所依據(jù)的物理規(guī)律是

 

．
（2）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算該定值電阻的阻值為

 

Ω（保留一位小數(shù)）．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需電路，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線完成圖2中的實(shí)物連接．

（4）滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中除能起保護(hù)電路的作用外，另一個(gè)主要作用是

 

．
（5）若電源電壓恒定且未知，用電阻箱R（電路符號(hào)）代替滑動(dòng)變阻器，同時(shí)撤去電流表，請(qǐng)利用余下器材（不要再添加其它任何器材）設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量R_X阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在上右圖中的方框中畫(huà)出．

Answer 1

分析：根據(jù)在電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比，電壓增大，電流增大．
根據(jù)R=

U

I

求得5次實(shí)驗(yàn)的電阻，然后求電阻的平均值即為定值電阻的阻值．
畫(huà)出電路圖：電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表、被測(cè)電阻串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)的被測(cè)電阻兩端．按照電路圖連接實(shí)物圖．
滑動(dòng)變阻器在測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中的作用是改變連入電路的電阻，改變兩端的電壓和電流，能完成多次實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)中撤去電流表，讓電阻和電阻箱串聯(lián)，改變電阻箱的阻值獲得兩個(gè)過(guò)程，根據(jù)前后兩個(gè) 過(guò)程電源電壓不變列出等式，求出被測(cè)電阻．

解答：解：（1）根據(jù)歐姆定律知，電阻一定時(shí)，流過(guò)電阻的電流隨電壓的增大而增大．電壓逐漸增大，電流逐漸增大．填入下表．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.10	0.18	0.30	0.42	0.50

（2）根據(jù)R=

U

I

求得第一次到第五次實(shí)驗(yàn)的電阻分別為5Ω、5.6Ω、5Ω、4.8Ω、5Ω，

.

R

=

5Ω+5.6Ω+5Ω+4.8Ω+5Ω

5

=5.1Ω．
（3）按照電路圖連接實(shí)物圖，從滑動(dòng)變阻器的上面任意一個(gè)接線柱、連接電阻、電流表、電源負(fù)極，電壓表并聯(lián)的電阻兩端．

（4）為了使測(cè)量結(jié)果更接近真實(shí)值，要通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變電阻的電壓和電流，能完成多次測(cè)量，以達(dá)到多次測(cè)量取平均值的目的，減小誤差．
（5）圖甲，被測(cè)電阻和電阻箱串聯(lián)，電阻箱連入電阻為R₁時(shí)，電壓表示數(shù)為U₁，電路中的電流為

U1

RX

，電源電壓為U=

U1

RX

（R_X+R₁）；
電阻箱連入電阻為R₂時(shí)，電壓表的示數(shù)為U₂，電路中的電流為

U2

RX

，電源電壓為U=

U2

RX

（R_X+R₂），根據(jù)電源電壓相等，

U1

RX

（R_X+R₁）=

U2

RX

（R_X+R₂），求出R_X．
圖乙，被測(cè)電阻和電阻箱串聯(lián)，電阻箱連入電阻為R₁時(shí)，電壓表示數(shù)為U₁，電路中的電流為

U1

R1

，電源電壓為U=

U1

R1

（R_X+R₁）；
電阻箱連入電阻為R₂時(shí)，電壓表的示數(shù)為U₂，電路中的電流為

U2

R2

，電源電壓為U=

U2

R2

（R_X+R₂），根據(jù)電源電壓相等，

U1

R1

（R_X+R₁）=

U2

R2

（R_X+R₂），求出R_X．

故答案為：（1）電阻一定時(shí)，流過(guò)電阻的電流隨電壓的增大而增大．
（2）5.1；
（3）如上圖所示；
（4）改變電阻兩端的電壓來(lái)改變通過(guò)的電流，以達(dá)到多次測(cè)量取平均值的目的，減小誤差．
（5）如甲圖或乙圖．

點(diǎn)評(píng)：電學(xué)中涉及兩個(gè)過(guò)程的電路很多，找前后兩個(gè)過(guò)程電源電壓相等是很常見(jiàn)、很典型、很簡(jiǎn)單的方法，一定要掌握，在計(jì)算題中經(jīng)常用到，也省掉了解方程組的麻煩．