Question

用“伏安法測電阻”的實驗中，老師提供了以下器材：幾節干電池做電源、3個已知阻值的電阻R_L（5Ω、8Ω、12Ω各一只）、最大阻值為50Ω的滑動變阻器1個、被測電阻Rx，開關2個，電壓表和電流表各1只、導線若干．實驗前老師啟發同學們，為了使測定的電阻值更精確，采用多次測量取平均值的方法．甲、乙、丙、丁四個小組分別設計了以下可測電阻Rx的四個方案（如圖1），每個方案只變換一種元件或改變狀態，且四個組的變化都不相同，并都順利完成了實驗．依據實驗方案回答：
（1）實驗中測得下表所示數據，此數據是

 

小組測量的；

次數 物理量	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.5	3	4.5	6	7.5
電流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

（2）為達到多次測量電流和電壓值的目的，乙小組在實驗中操作時需要更換

 

；
（3）在丁小組實驗過程中，閉合開關S和S₁，電流表和電壓表的示數如圖2所示，則電阻Rx兩端電壓是

 

V，通過電阻Rx的電流是

 

A，電阻Rx的阻值是

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）通過分析數據，可以發現電壓、電流都是逐漸改變的，分析各圖的所能測量的示數次數特點可知；
（2）為達到多次測量電流和電壓值的目的，乙小組在實驗中操作時需要更換不同阻值的電阻R_L，改變待測電阻兩邊的電壓和電流；
根據選取的量程，認清電壓表與電流表的分度值，讀出電壓與電流的數值，由歐姆定律的變形式計算電阻阻值．

解答：解：（1）由圖中數據，我們發現電流電壓是逐漸變化的，很明顯甲、乙只能測量一組數據，而丁圖中的開關S₁的斷開和閉合也只能測量兩組數據．所以該數據只可能是丙小組的；
（2）為達到多次測量電流和電壓值的目的，乙小組在實驗中操作時需要更換不同阻值的電阻R_L，改變待測電阻兩邊的電壓和電流；
（3）丁圖中的電壓表的量程和分度值分別為15V、0.5V；示數是4.5；電流表的量程和分度值分別為0.6A、0.02A；示數是0.3A；則電阻R_x兩端電壓是4.5V，通過電阻R_x的電流是0.3A，電阻的阻值是R_x=

U

I

=

4.5V

0.3A

=15Ω．
故答案為：（1）丙；（2）R_L；（3）4.5；0.3；15．

點評：考查伏安法測電阻的探究實驗，設計正確的電路圖、排除電路故障是我們在實驗中常遇到的問題，因此在實驗課上我們要邊實驗邊思考，將所學的理論與實際結合起來，鍛煉我們解決實際問題的能力．注意伏安法測電阻的原理為歐姆定律的使用，一定要直接或間接測出電阻兩端的電壓和通過電阻的電流為目的，然后可由歐姆定律求得電阻的阻值．