Question

【題目】小澤同學(xué)準(zhǔn)備測(cè)量電阻的阻值（其阻值約為300Ω），老師提供的器材有：兩節(jié)干電池（電壓約為3V但不大于3V且保持不變）、一個(gè)電流表、一個(gè)電壓表、一個(gè)滑動(dòng)變阻器（“100Ω2A”）、一個(gè)開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線。

（1）小澤同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，并要用此電路測(cè)量待測(cè)電阻的阻值，你認(rèn)為這個(gè)方法是否可行？簡(jiǎn)述你的觀點(diǎn)。

（2）如果你認(rèn)為上述方法可行，請(qǐng)你：①畫出電路圖：②寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟；③推導(dǎo)出的表達(dá)式（用已知量和測(cè)得量表示）。

如果你認(rèn)為上述方法不可行，請(qǐng)你利用題中已有的器材設(shè)計(jì)出一種可行的實(shí)驗(yàn)方案（電路不能重組）。要求：①畫出電路圖；②寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟；③推導(dǎo)出的表達(dá)式（用已知量和測(cè)得量表示）。

Answer 1

【答案】見(jiàn)解析

【解析】

根據(jù)題中“小澤同學(xué)準(zhǔn)備測(cè)量電阻的阻值”可知，本題考查測(cè)量電阻的方法。伏安法測(cè)電阻，要求測(cè)出待測(cè)電阻兩端電壓和通過(guò)它的電流。

待測(cè)電阻兩端電壓可由電壓表直接測(cè)出。通過(guò)待測(cè)電阻的電流可由電流表測(cè)出，而根據(jù)電源的電壓和待測(cè)電阻的阻值，可求出通過(guò)待測(cè)電阻的電流，由計(jì)算值可知電流值是非常小的，小于電流表的分度值，因而測(cè)不出電流值。

但我們可以測(cè)出滑動(dòng)變阻器在最小阻值和最大阻值處電壓表的示數(shù)，根據(jù)電源電壓不變，列出一個(gè)等式，從而求出電阻值。

（1）由于待測(cè)電阻的阻值約為300Ω，而電源電壓小于3V，所以電路中的電流小于電流表的分度值，無(wú)法用電流表測(cè)出待測(cè)電路中的電流，所以小澤設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路是不可行的；

（2）實(shí)驗(yàn)的電路圖如下所示，只讀出電壓表的示數(shù)，不讀電流表的示數(shù)或去掉電流表。

或

①按圖連接電路，閉合開(kāi)關(guān)，保持滑片P在b端即最大阻值處，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是100Ω，記下電壓表示數(shù)為 U1；

②移動(dòng)滑片P至a端即最小阻值處，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是0Ω，電源電壓全部由待測(cè)電阻承擔(dān)，記下電壓表示數(shù)為U2（即為電源電壓）；

③根據(jù)電源電壓是一個(gè)定值，可得出一個(gè)等式：，

推理得出表達(dá)式：