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在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小明和小亮用图甲所示的器材进行实验.
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(1)用笔画线代替导线完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小.
(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即都有较大示数,他在实验操作中的两处错误是 ____________
(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流.两次测得的电阻值分别为R1=5.1Ω,R2=5.3Ω.第三次测量时.电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图乙所示,则R3=______Ω,实验测得值应为Rx=______Ω.
(4)在某次实验时,电压表出现了故障不能使用,小亮用原有的电流表、滑动变阻器,增添一个定值电阻R和一个单刀双掷开关.设计了如图丙所示的电路.测量时.闭合S1,将S2拨到1.电流表的示数为I1;将S2拨到2,电流表的示数为I2,小亮说待测电阻Rx=manfen5.com 满分网.小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理,原因是 ______
答案:
分析:(1)电流表与电阻R串联,电压表选0~3V,并联在电阻R两端.变阻器滑片向右滑动电阻变小,所以变阻器应接右下的接线柱. (2)正确的情况应该是闭合开关后,电流表和电压表才会有示数. 题中把最后一根导线连好后两表就有示数,说明他在连接电路时,开关始终是闭合的状态. 示数较大的原因是电流、电压较大,造成电流、电压较大的原因是变阻器连入的阻值太小. (3)先看量程、再看分度值、最后看指针位置.读出电压表示数,用电压除以电流算出电阻.最后算出三个电阻的平均值. (4)在缺少电压表的情况下,用电流表和一个已知阻值R的电阻也可以测出未知电阻RX的阻值. 方法是:将两电阻并联,用电流表分别测出两个电阻的电流,记为I1、I2.由于并联电压相等,所以I1R=I2RX.I1、I2、R都已知,这样就可以求出RX的阻值. 这个方法必须保证两个电阻两端的电压相等.小亮设计不合理的原因就是当S2拨到2以后,电流由I1变为了I2,变阻器的滑片没有滑动,它此时是一个定值电阻,所以变阻器第一次和第二次两端的电压发生了变化,故R和RX两端的电压不相等. 解答:解:(1)按照电流的方向连接:电流从正极经过开关以后,接下来从电流表的正接线柱进,从负接线柱出,应将电流表的负接线柱与电阻的右接线柱相连,然后将电阻的左接线柱与滑动变阻器的右下接线柱相连,最后将电压表并联在电阻两端.注意电压表应选用标有3V的接线柱.答案如图甲: (2)把最后一根导线连接好,两表就有示数,原因是连接电路时开关没有断开; 示数较大的原因是电阻太小,即没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置. 故答案为:连接电路时开关没有断开;没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置. (3)电压表所选量程是0~3V,分度值是0.1v,示数是2.6V, 电阻R3===5.2Ω, 电阻的平均值:R==5.2Ω. 故答案为:5.2;5.2. (4)设变阻器的阻值是R′. 将S2拨到l.电流表的示数为I1,此时变阻器两端的电压是I1R′; 将S2拨到2,电流表的示数为I2,此时变阻器两端的电压是I2R′, 由于I1R′≠I2R′,所以R和RX两端的电压不想等,也就无法得出电流与电阻成反比的关系. 故答案为:由于滑动变阻器串联在电路中S2由1拨到2时,电阻两端的电压发生变化.
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