Question

13．在“伏安法測(cè)量電阻”的實(shí)驗(yàn)中，某小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下，請(qǐng)回答：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	U/V	I/A
1	5	0.2
2	10	0.4
3	12	0.5

（1）上面所連的實(shí)物圖有一條導(dǎo)線連錯(cuò)，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)“×”，同時(shí)補(bǔ)畫(huà)出正確的連線．
（2）電路改正后，閉合開(kāi)關(guān)，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片收集到如上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)寫(xiě)出處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論的過(guò)程．
（3）現(xiàn)有一個(gè)額定電壓為3.8V的小燈泡，在無(wú)電壓表的情況下，補(bǔ)充一個(gè)已知電阻R₀和兩個(gè)開(kāi)關(guān)（選用），請(qǐng)你設(shè)計(jì)測(cè)量此小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的實(shí)驗(yàn)方案：
所設(shè)計(jì)的電路圖：簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟：（用相應(yīng)字母表示所測(cè)出的量）
小燈泡電阻的表達(dá)式：R=$\frac{3.8V}{I}$．

Answer 1

分析 （1）用伏安法測(cè)電阻時(shí)，待測(cè)電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電表應(yīng)與待測(cè)電阻并聯(lián)，測(cè)待測(cè)電阻電壓，分析電路圖，找出錯(cuò)誤，并修改．
（2）測(cè)定值電阻的阻值中，為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，應(yīng)取多次測(cè)量的平均值；
（3）沒(méi)有電壓表，可以借助并聯(lián)電路電壓相等這一特點(diǎn)，將R₀與電流表組合達(dá)到測(cè)電壓的目的．由此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）由實(shí)物圖可知：滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻并聯(lián)了，電壓表串聯(lián)入了電路，修改后電路圖如圖所示：

（2）圖表格數(shù)據(jù)，第一次測(cè)量的電阻值R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{5V}{0.2A}$=25Ω，
第二次測(cè)量的電阻值R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{10V}{0.4A}$=25Ω，
第三次測(cè)量的電阻值R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω，
所以被測(cè)電阻的阻值R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{25Ω+25Ω+24Ω}{3}$=24.7Ω．
（3）方案一電路設(shè)計(jì)如圖：

實(shí)驗(yàn)步驟：①先將電流表接入R₀支路，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將電流表改接在燈泡支路，閉合開(kāi)關(guān)，滑片不動(dòng)，直接讀出電流表示數(shù)為I． 
表達(dá)式：R=$\frac{3.8V}{I}$；
方案二電路設(shè)計(jì)如圖：

簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開(kāi)關(guān)S和S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$；
②斷開(kāi)S₁，閉合S₂，滑片不動(dòng)，直接讀出電流表示數(shù)為I．
表達(dá)式：R=$\frac{3.8V}{I-\frac{3.8V}{{R}_{0}}}$=$\frac{3.8V×{R}_{0}}{I{R}_{0}-3.8V}$
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；
（2）過(guò)程同上．
（3）電路設(shè)計(jì)如上圖所示；
實(shí)驗(yàn)步驟：①先將電流表接入R₀支路，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將電流表改接在燈泡支路，閉合開(kāi)關(guān)，滑片不動(dòng)，直接讀出電流表示數(shù)為I． 
表達(dá)式：R=$\frac{3.8V}{I}$；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了修改電路圖、數(shù)據(jù)處理和特殊方法測(cè)功率的設(shè)計(jì)．關(guān)鍵是利用并聯(lián)電路電壓相等這一特點(diǎn)，將R₀與電流表組合達(dá)到測(cè)電壓的目的．