Question

小王同學(xué)需要測(cè)量一個(gè)未知電阻R_x的阻值，但身邊只有下列器材
（A）一個(gè)電壓大小不變、數(shù)值未知電源；（B）一個(gè)總刻度為30格，量程沒有標(biāo)定的電流表；（C）一個(gè)電阻箱R（0-9999歐）； （D）一個(gè)電鍵及足夠的導(dǎo)線．
（1）小王同學(xué)利用上述器材設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，測(cè)得未知電阻的阻值．請(qǐng)寫出計(jì)算關(guān)系式（需標(biāo)明關(guān)系式中各個(gè)量表示的含義）．
（2）為了比較準(zhǔn)確地測(cè)出未知電阻的阻值，需要改變電阻箱的阻值進(jìn)行多次測(cè)量．第一次閉合電鍵測(cè)量時(shí)，電阻箱的取值是______（選填：“最大 值9999歐”、“最小值0”或“任意值”）．測(cè)得第一次電流表偏轉(zhuǎn)1格，請(qǐng)你通過計(jì)算，分析第二次測(cè)量時(shí)電阻箱可取的范圍．
（3）考慮到實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生讀數(shù)的錯(cuò)誤，我們可以通過多次測(cè)量，利用圖象發(fā)現(xiàn)這類錯(cuò)誤，剔除這些數(shù)據(jù)．下面是小王測(cè)量得到的6組數(shù)據(jù)，其中有一組讀數(shù)錯(cuò)誤，請(qǐng)你通過作圈回答，讀數(shù)錯(cuò)誤的是序號(hào)為第______組，未知電阻的阻值為______歐姆．

序號(hào)	l	2	3	4	5	6
電阻箱讀數(shù)/歐姆	230	130	105	80	55	40
電流表讀數(shù)/（格）	6.0	9.0	12.0	15.0	20.0	25.0

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)電源電壓不變，由歐姆定律列方程，求出計(jì)算關(guān)系表達(dá)式；
（2）為保護(hù)電路安全，第一次測(cè)量時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為最大阻值；
電流表偏轉(zhuǎn)的最大格數(shù)為30，由歐姆定律列方程，求出電阻箱可能的取值；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，求出電流表偏轉(zhuǎn)格數(shù)的倒數(shù)，作出R-圖象，由圖象判斷哪組數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，求出電阻值．
解答：解：（1）設(shè)電流表偏轉(zhuǎn)1格表示的電流為I，設(shè)電源電壓為U，
第一次測(cè)量：電阻箱的取值為R₀₁，電流表示數(shù)為n₁格；
改變電阻箱的阻值，第二次測(cè)量：電阻箱的取值為R₀₂，電流表示數(shù)為n₂格；
由歐姆定律得：U=n₁I（R₀₁+R_X）①，U=n₂I（R₀₂+R_X）②，
由①②得：R_X=；
故答案為：計(jì)算關(guān)系式為R_X=．
（2）第一次測(cè)量時(shí)，電阻箱的取值是：最大值9999歐姆；
設(shè)電流表偏轉(zhuǎn)1格表示的電流為I，第一次測(cè)量電阻箱阻值是
R₀₁=9999Ω，電流表偏轉(zhuǎn)1格，則電源電壓為：
U=I（9999Ω+Rx）①，
第二次電流表指針的偏轉(zhuǎn)格數(shù)最大為30格，對(duì)應(yīng)電阻箱的取值R，
有：U=30I（R+Rx）②，由①②得：30I（R+Rx）=I（9999Ω+Rx），
則R=333.3Ω-0.967Rx，由于Rx未知，可取任意值，可知：
電阻箱的可取值范圍：最小值334Ω歐姆，最大值9999Ω；
故答案為：“最大值9999歐”；電阻箱的可取值范圍：最小值334Ω歐姆，最大值9999Ω．
（3）根據(jù)電路圖，由歐姆定律得：U=nI（R+R_X），則R=-Rx，
求出電流表偏轉(zhuǎn)格數(shù)的倒數(shù)，記入表中．如下表所示，作出R-圖象，如圖所示，
由圖象知，第二組數(shù)據(jù)（圖象中紅點(diǎn)）是錯(cuò)誤的；電阻阻值Rx=20Ω；
故答案為：2；20．

序號(hào)	l	2	3	4	5	6
電阻箱讀數(shù)/歐姆	230	130	105	80	55	40
電流表讀數(shù)/（格）	6.0	9.0	12.0	15.0	20.0	25.0
1/n（0.01/格）	17	11	8	6	5	4

點(diǎn)評(píng)：熟練掌握串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律是正確解題的關(guān)鍵，作圖時(shí)要注意，選擇適當(dāng)?shù)淖兞�，使作出的圖象為直線．