Question

【題目】小李做“用電流表、電壓表測電阻”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材齊全并完好，電源由幾節(jié)新干電池組成，且電壓保持不變。他正確串聯(lián)實(shí)驗(yàn)器材，并將滑片放置于變阻器的一端，然后將電壓表并聯(lián)在電路中，閉合電鍵后，兩電表示數(shù)如圖（a）、（b）所示。接著移動變阻器的滑片，觀察到電壓表的示數(shù)逐漸變小，直至為零。經(jīng)過思考，他重新正確連接電路，操作步驟正確。閉合電鍵后，兩電表指針?biāo)�在位置仍與圖（a）、（b）一致，他記下此時的電壓、電流值作為實(shí)驗(yàn)中的第一組測量數(shù)據(jù)。小李由于記錄不規(guī)范，他將正確測得的另兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在草稿紙上，如圖所示。

①調(diào)整電路后，如圖（a）中電流表的示數(shù)為_____安，本實(shí)驗(yàn)所用的電源電壓為_____伏，滑動變阻器的最大阻值為_____歐

②根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)信息，計算出待測電阻的平均值是_____歐。（精確到0.1歐）

③另一組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，由于操作不當(dāng)將滑動變阻器燒壞，若沒有可替換的其他滑動變阻器，為了順利完成實(shí)驗(yàn)，他們可以采取的操作方法是_____。

Answer 1

【答案】 0.2 6 25 5.3 改變電池的節(jié)數(shù)

【解析】①第一次閉合電鍵時，由于電壓表與電流表都有示數(shù)，當(dāng)移動滑動變阻器滑片時，電壓表的示數(shù)逐漸變小，直到為零，說明電壓表測的不是待測電阻兩端的電壓，而是測滑動變阻器兩端的電壓，電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端；重新正確連接電路，操作步驟正確，電壓表應(yīng)測的是待測電阻兩端電壓，當(dāng)?shù)诙�次閉合開關(guān)時，變阻器的滑片應(yīng)在最大值一端，此時待測電阻兩端電壓和電流最小，根據(jù)另兩組數(shù)據(jù)知道，電壓表使用的應(yīng)是0-3V量程，電流表使用的應(yīng)是0-0.6A量程，由圖1知道，電流表示數(shù)為0.2A，電壓表示數(shù)為1V，因?yàn)榈谝淮芜B接的電路中電壓表測變阻器兩端電壓，且電表示數(shù)與圖1相同，所以電流表示數(shù)應(yīng)不變，但電壓表所測部分電阻不同，示數(shù)也應(yīng)不同，所以第一次連接的電路中電壓表使用的應(yīng)是0-15V，示數(shù)為5V，則電源電壓是：U=UR +U滑 =IR+U滑 =0.2A×5.3Ω+5V=6.06V，因?yàn)殡娫从蓭坠?jié)新干電池組成，所以電源應(yīng)是由四節(jié)干電池組成，所用的電源電壓為6V；滑動變阻器的最大值：R最大 =U滑/I=5V/0.2A=25Ω；

②由于電壓表應(yīng)測的是待測電阻兩端電壓，所以由歐姆定律知道，當(dāng)電阻一定時，電壓越大，通過待測電阻的電流也越大，故由正確測得的另兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知道，當(dāng)待測電阻兩端電壓是：U1 =1.6V時，通過它的電流是：I1 =0.3A，其阻值是：R1 =U1/I1=1.6V/0.3A≈5.3Ω，當(dāng)待測電阻兩端電壓是：U2 =2.3V時，通過它的電流是I2 =0.44A，其阻值是：R2 =U2/I2=2.3V/0.44A≈5.2Ω，所以待測電阻的平均值是：R=R1+R2/2=5.3Ω+5.2Ω/2≈5.3Ω；

③實(shí)驗(yàn)中為了減小測量的誤差，要取多次測量的平均值，而變阻器被損壞，若沒有可替換的其他滑動變阻器，則可以改變電池的節(jié)數(shù)達(dá)到多次測量的目的。