Question

5．要測量一個阻值約為幾百歐的電阻R_x，實驗室提供的器材有：電源（電壓為3V）、學生用電流表（量程為0～0.6A、0～3A）、學生用電壓表（量程為0～3V、0～15V）、滑動變阻器R₁和電阻箱R₂（0～9999Ω  5A）各一個，開關、導線若干．
（1）小明用伏安法測量該電阻，如圖1是小明連接的電路．連接電路時，小明注意到了開關應斷開；接通電路前，小明還應將滑動變阻器的滑片滑至最右（填“左”或“右”）端．接通電路后，觀察到電流表指針不偏轉，示數為零，電壓表示數為3V．則故障原因可能是電阻R_x斷路．

（2）在排除故障換用新元件后，經檢查電路完好．閉合開關，逐漸減小滑動變阻器接入電路中的電阻至最小，此時電壓表有示數，但電流表的指針幾乎不偏轉，電流表指針偏轉太小的原因是R_x阻值太大，使得電流太小．所以按小明所選的器材不能用伏安法測出該電阻的值．
（3）小紅在實驗室所提供的器材中選擇合適的器材，設計如圖2電路測出該電阻的值．
①按電路圖連好電路，并將電阻箱R₂的阻值調至最大．
②閉合開關S和S₂，記下此時電流表的示數I．
③先斷開開關S₂，再閉合開關S₁，調節電阻箱，使電流表的示數仍為I．
④讀出電阻箱的阻值，即為被測電阻的阻值．

Answer 1

分析 （1）在連接電路時，應注意開關斷開，閉合開關前，滑動變阻器的滑片移至最大阻值處．
因為電流表指針不偏轉，示數為零，所以可能電流表出現了短路或R_x出現了斷路，根據電壓表示數判斷出原因；
（2）根據歐姆定律，在電壓不變的情況下，若電路的電阻增大，則電路中的電流減小，若電阻值很大，則電路中的電流會很小．若電流值小于電流表的分度值時，將無法準確地測出電流值．
（3）用等效替代法當電流表示數相同時，說明電阻相同．

解答 解：（1）連接電路時，開關應斷開．
由于滑動變阻器接了下面左邊的接線柱，所以在閉合開關前，滑片應移至最右端．
因為電流表指針不偏轉，示數為零，所以可能電流表出現了短路或Rx出現了斷路，又因為電壓表的示數等于電源電壓，則是由于電阻R_x斷路造成．
（2）由于電源電壓為3V，而電阻Rx的阻值大約為幾百歐，根據歐姆定律電路中的電流太小．
（3）用等效替代法：當電流表示數相同時，說明電阻相同．
故實驗步驟：①按電路圖連好電路，并將電阻箱R₂的阻值調至最大．
②閉合開關S和S₂，記下此時電流表的示數I．
③先斷開開關S₂，再閉合開關S₁，調節電阻箱，使電流表的示數仍為I．
④讀出電阻箱的阻值，即為被測電阻的阻值．
故答案為：（1）斷開；右；電阻R_x斷路；（2）R_x阻值太大，使得電流太小；（3）S₂；S₂；S₁；電阻箱；電流表的示數仍為I．

點評 此題測量電阻的實驗，考查了有關實物電路的連接的注意事項，還考查了有關電路故障的分析以及特殊的測電阻的方法，這也是電學實驗中的重點．