Question

10．為了測(cè)定電阻的阻值，試驗(yàn)室提供下列器材：待測(cè)電阻R（阻值約為100Ω））、滑動(dòng)變阻器R₁（0～100Ω）、滑動(dòng)變阻器R₂（0～10Ω）、電阻箱R₀（0～9999.9Ω）、理想電流表A（量程50mA）、直流電源E（3V，內(nèi)阻忽略）、導(dǎo)線、電鍵若干．
（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)（a）所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①請(qǐng)?jiān)趫D（b）中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．
②實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，先將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭移到左（選填“左”或“右”）端，再接通開(kāi)關(guān)S；保持S₂斷開(kāi)，閉合S₁，調(diào)滑動(dòng)變阻器使電流表指針偏轉(zhuǎn)至某一位置，并記下電流I₁．
 
③斷開(kāi)S₁，保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，調(diào)整電阻箱R₀阻值在100Ω左右，再閉合S₂，調(diào)節(jié)R₀阻值使得電流表讀數(shù)為I₁時(shí)，R₀的讀數(shù)即為電阻的阻值．
（2）乙同學(xué)利用電路（c）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變電阻箱R₀值，讀出電流表相應(yīng)的電流I，由測(cè)得的數(shù)據(jù)作出$\frac{1}{I}$-R₀圖象如圖（d）所示，圖線縱軸截距為m，斜率為k，則電阻的阻值=$\frac{m}{k}$．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)測(cè)量原理可明確對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
②的關(guān)鍵是明確變阻器采用分壓式接法時(shí)，阻值越小調(diào)節(jié)越方便；
③明確本實(shí)驗(yàn)的條件是保持變阻器的輸出電壓不變，然后根據(jù)歐姆定律即可求解．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律寫(xiě)出公式，然后整理出$\frac{1}{I}$與R₀的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)斜率和截距的概念即可求解．

解答 解：（1）①根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖連線圖如圖所示：

②實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，應(yīng)將變阻器的滑動(dòng)觸頭置于輸出電壓最小的最左端； 從而保證測(cè)量電路中電流從零開(kāi)始調(diào)節(jié)；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，變阻器的輸出電壓U應(yīng)保持不變，根據(jù)歐姆定律，斷開(kāi)s₂閉合S₁時(shí)應(yīng)有：U=I₁R₀；
斷開(kāi)s₁閉合S₂時(shí)應(yīng)有：U=I₂R₀，比較可知，當(dāng)I₂=I₁時(shí)，R=R₀，即調(diào)節(jié)R₀阻值使得電流表讀數(shù)為I₁時(shí)，R₀的讀數(shù)即為電阻的阻值；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)有：E=I（R+R₀ ），整理可得：$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{R}{E}$，
根據(jù)函數(shù)斜率和截距概念可知m=$\frac{R}{E}$，k=$\frac{1}{E}$，解得R=$\frac{m}{k}$；
故答案為：（1）①如圖；②左；③I₁（2）$\frac{m}{k}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)電阻以及測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道利用圖象分析數(shù)據(jù)的基本方法，注意（2）中實(shí)際上將R作為內(nèi)阻進(jìn)行分析處理．