Question

2．實驗室要測量一只阻值約為數(shù)百歐的電阻R_X．能提供的器材有：干電池兩節(jié)、學生用電壓表（量程為0～3V、0～15V）、學生用電流表（量程為0～0.6A、0～3A）、滑動變阻器R（100Ω2A）和電阻箱R₀（0～9999Ω、5A）各一只、開關和導線若干．各組同學都提出了自己的設計方案，如圖1是其中三組同學的設計方案（電路圖）．請你對三組方案進行評價．


（1）你認為甲設計方案中可行？不可行，原因是：電路中的電流小于電流表的分度值．
（2）你認為乙設計方案中可行？不可行，原因是：僅測出一組數(shù)據(jù)不準確．
（3）第三組同學按照丙方案進行如下實驗：
①把電阻箱的阻值調為0Ω，讀出電壓表的示數(shù)U₁=3V．
②把電阻箱的阻值調如圖2甲所示值，此時電壓表的示數(shù)如圖2乙所示，則根據(jù)他們測量的數(shù)據(jù)可知，電源電壓U=3V，電阻箱的讀數(shù)是360Ω，電壓表的示數(shù)是1.2V根據(jù)這組數(shù)可求出未知電阻的阻值是240Ω．

Answer 1

分析 對于這類實驗設計題目，主要是根據(jù)提供的實驗器材，選擇合理的設計實驗方案，結合題目中所給的電路圖進行分析，利用歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點求解電阻的阻值．

解答 解：（1）由題意可知，電阻R_X的阻值約為數(shù)百歐，也就是說甲電路中的電阻阻值很大，但電路中的電壓很小，由歐姆定律可知電路中的電流會很小，所以利用電流表無法得到目的，故甲方案不可行；
（2）乙方案只能利用滑動變阻器的最大阻值測量出一組數(shù)據(jù)不準確；故乙方案不可行；而丙方案可以利用電阻箱測量出多組實驗實驗，做到多次測量，這樣可以取平均值，結果會更準確；故丙方案可以讓測量結果更準確．
（3）把電阻箱的阻值調為0Ω，電壓表測量電源電壓，電源電壓為U=3V；
電阻箱讀數(shù)為R=1000Ω×0+100Ω×3+10Ω×6+1Ω×0=360Ω；
電壓表讀數(shù)為U=1.2V；
電阻箱兩端的電壓為U₁=3V-1.2V=1.8V；
電路中電流為I=$\frac{{U}_{1}}{R}$=$\frac{1.8V}{360Ω}$=0.005A，
定值電阻的有R₂=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.2V}{0.005A}$=240Ω．
故答案為：（1）不可行；電路中的電流小于電流表的分度值；（2）不可行；僅測出一組數(shù)據(jù)不準確；（3）3；360；1.2；240．

點評 本題考查了實驗的設計、串并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律的應用，對于這類設計實驗，選擇實驗方案的題目，要結合電路特點和規(guī)律進行分析選擇．