Question

（2010?巴中）在物理實驗課上，老師請同學們設計測量未知電阻R_x的電路．如圖1是甲、乙兩組的實驗設計方案．

甲組方案：如圖1甲所示，電源電壓未知，S閉合時，移動滑動變阻器的滑片至某一位置，電壓表讀數U，電流表的讀數I．
乙組方案：如圖1乙所示，電源電壓未知，電阻R₀已知．當S₁、S₂閉合時，電流表的讀數I₁；當S₁閉合，S₂斷開時，電流表的讀數I₂．
（1）請你根據甲方案的電路圖用筆畫線代替導線，將圖2中的電路連接好．
（2）請你寫出未知電阻R_x的表達式；甲組：R_x=

U

I

；乙組：R_x=

I2R0

I1-I2

；在甲組設計的電路中，滑動變阻器的作用是

改變電阻兩端電壓

（填一種），該電路測電阻的優點是

多次測量取平均值，誤差較小

．

Answer 1

分析：（1）在測量電阻實驗中，滑動變阻器要采用“一上一下”的接法與電阻串聯；電壓表要選擇合適的量程與電阻并聯，注意電流方向；
（2）已知電阻兩端電壓和通過的電流，利用公式R=

U

I

得到阻值；
當S₁、S₂閉合時，R₀短路；當S₁閉合，S₂斷開時，R₀與R_x串聯；根據前后兩種情況電源電壓一定列出方程求解電阻；
滑動變阻器在電路中的作用有二：保護電路；改變電路電流和電壓；
多次測量取平均值可以減小誤差，提高測量的準確性．

解答：解：
（1）由圖知：大部分電路連接完畢，需要滑動變阻器選擇下面的接線柱與電阻串聯，電壓表選擇“-”接線柱與電阻左面接線柱用導線連接．實物連接如下：
（2）已知電阻兩端電壓為U，通過的電流為I，所以電阻為R=

U

I

；
當S₁、S₂閉合時，R₀短路；當S₁閉合，S₂斷開時，R₀與R_x串聯，已知電源電壓一定，
所以I₁R_x=I₂（R_x+R₀）
解得R_x=

I2R0

I1-I2

；
在甲組設計的電路中，滑動變阻器的作用是改變電阻兩端電壓，該電路測電阻的優點是多次測量取平均值，誤差較小．
故答案為：
（1）
；
（2）

U

I

；

I2R0

I1-I2

；改變電阻兩端電壓；多次測量取平均值，誤差較小．

點評：此題考查的是伏安法測電阻的常規方法和特殊方法，利用特殊方法測量電阻時根據提供的電表設計合適的電路圖，是完成實驗任務的關鍵．