Question

6．請(qǐng)完成下列關(guān)于用電壓表和電流表測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)的若干問(wèn)題：
（1）該實(shí)驗(yàn)原理是R=$\frac{U}{I}$．實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的物理量是電壓和電流．
（2）請(qǐng)你在圖1虛線框內(nèi)畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)的電路圖，并標(biāo)出電表的正負(fù)接線柱．
（3）根據(jù)操作規(guī)范，在連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片要移至接入電路電阻最大的位置上．
（4）若所用的滑動(dòng)變阻器銘牌上標(biāo)有“20Ω 2A”的字樣，則“20Ω”表示滑動(dòng)變阻器的最大電阻是20Ω，“2A”表示滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為2A．
在實(shí)驗(yàn)中過(guò)程中，使用滑動(dòng)變阻器的主要目的是：多次測(cè)量求平均值，減小誤差．
（5）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作正確，并對(duì)電壓表（量程：0-3V）和電流表（量程：0-0.6A）進(jìn)行了正確讀數(shù)和記錄，但在忙亂中，只是將數(shù)據(jù)記錄在圖2小紙條上，請(qǐng)幫助這位同學(xué)將數(shù)據(jù)填寫(xiě)在表格中在恰當(dāng)?shù)奈恢�，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，將表格填寫(xiě)完整（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓（伏）	電流（安）	Rx電阻值（歐）	電阻平均值Rx（歐）
1
2
3

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)原理：R=$\frac{U}{I}$，故需用電壓表測(cè)量電壓，電流表測(cè)量電流；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求畫(huà)出伏安法測(cè)電阻的電路圖；
（3）為保護(hù)電路，滑片應(yīng)放在阻值最大處；
（4）滑動(dòng)變阻器銘牌上標(biāo)有的電流值表示滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流值，標(biāo)有的電阻是滑動(dòng)變阻器的最大電阻值；
為減小測(cè)量誤差應(yīng)多次測(cè)量求平均值．根據(jù)電流表是串聯(lián)使用、電壓表是并聯(lián)使用分析電表的位置；
（5）用伏安法測(cè)量電阻時(shí)，應(yīng)控制電阻的阻值不變，根據(jù)表格信息結(jié)合歐姆定律選擇對(duì)應(yīng)的值并填入表格．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)原理：R=$\frac{U}{I}$；故需用電壓表測(cè)量電壓，電流表測(cè)量電流；
（2）按從電源的正極開(kāi)始經(jīng)電流表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、回到負(fù)極，電壓表并聯(lián)在電阻的兩端，如下圖所示

（3）為保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑片應(yīng)放在阻值最大處；
（4）滑動(dòng)變阻器銘牌上標(biāo)有“20Ω  2A”的字樣，20Ω表示滑動(dòng)變阻器的最大電阻是20Ω，2A表示滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為2A．
滑動(dòng)變阻器一是起到保護(hù)電路的作用，二是改變電流和電壓，實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量求平均值，減小誤差．
（5）實(shí)驗(yàn)中保持電阻大小不變，電壓越大，電流越大，電阻越小，電流越��；
故第一次實(shí)驗(yàn)的電壓為1.9V，對(duì)應(yīng)的電流為0.18A；電阻R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.9V}{0.18A}$=10.6Ω；
第二次實(shí)驗(yàn)的電壓為2.5V，對(duì)應(yīng)的電流為0.26A，電阻R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.26A}$=9.6Ω；
第三次實(shí)驗(yàn)的電壓為3V，對(duì)應(yīng)的電流為0.3A，電阻R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω．
未知電阻R的阻值：R=$\frac{10.6Ω+9.6Ω+10Ω}{3}$=10.1Ω
表格如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓（伏）	電流（安）	Rx電阻值（歐）	電阻平均值Rx（歐）
1	1.9	0.18	10.6	10.1
2	2.5	0.26	9.6
3	3	0.3	10

故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；電壓；電流；（2）見(jiàn)上圖；（3）大；（4）滑動(dòng)變阻器的最大電阻是20Ω；滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為2A；（5）見(jiàn)上表．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表和電流表的正確使用以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的靈活運(yùn)用以及知道本實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的是求平均值減小誤差．