Question

【題目】某小組同學(xué)做“用電流表、電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電源（電壓保持不變）、待測(cè)電阻Rx、電流表、電壓表（只有0~3伏檔完好）、滑動(dòng)變阻器A、B兩個(gè)待選（A標(biāo)有“20Ω 2A”字樣、B標(biāo)有“5Ω 1A”字樣）、電鍵及導(dǎo)線若干。該小組同學(xué)將待測(cè)電阻Rx、電流表、電鍵、滑動(dòng)變阻器等串聯(lián)接入電路后，再將電壓表并聯(lián)在Rx兩端。閉合電鍵后，在移動(dòng)滑片的過程中發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)如序號(hào)1所示，且始終不變。該小組同學(xué)經(jīng)過思考后重新調(diào)整電路并實(shí)驗(yàn)，記錄下另外兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如序號(hào)2和3所示。

（1）該小組同學(xué)重新調(diào)整電路前使用的滑動(dòng)變阻器規(guī)格是_______。（選填“A”或“B”)

（2）實(shí)驗(yàn)所用電源的電壓為_________伏。

（3）請(qǐng)將下表填寫完整（計(jì)算電阻時(shí)，精確到0.1歐）

物理量 序號(hào)	電流（安）	電壓（伏）	電阻Rx（歐）	電阻Rx平均值（歐）
1	0.20	3.0	...	___________
2	0.22	0.6	...
3	0.24	0.3	_______

Answer 1

【答案】B 4 15.4 15.3

【解析】

（1）將電壓表并聯(lián)在Rx兩端。閉合電鍵后，在移動(dòng)滑片的過程中發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)如序號(hào)1所示，由歐姆定律求出這次測(cè)量待測(cè)電阻的大小，根據(jù)兩表示數(shù)始終不變確定變阻器連接的兩種可能：若變阻器連入電路中的電阻為0可得出電源電壓；由表中第2次數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律得出待測(cè)電阻的電壓并與得出電源電壓比較，分析這種情況的可能性；從而確定變阻器的連接方式；再根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律假設(shè)20Ω的變阻器連入電阻中求出電源電壓U″，結(jié)合第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)量的電阻R1=15Ω和在第2次實(shí)驗(yàn)中，電壓表示數(shù)為0.6V，電流為0.22A，由歐姆定律可知確定后兩次實(shí)驗(yàn)電壓表連接的位置；若電源電壓為U″，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出待測(cè)電阻的電壓為，此時(shí)的電流為0.22A，由歐姆定律，得出待測(cè)電阻值遠(yuǎn)大于15Ω；綜上確定選用的變阻器的規(guī)格；
（2）重新調(diào)整電路前，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律得出電源電壓；
（3）由歐姆定律分別得出第2、3次實(shí)驗(yàn)的電阻，從而得出三次測(cè)量電阻的平均值。

（1）將電壓表并聯(lián)在Rx兩端，閉合電鍵后，在移動(dòng)滑片的過程中發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)如序號(hào)1所示，由歐姆定律可得，這次測(cè)出的待測(cè)電阻阻值：，移動(dòng)滑片時(shí)兩表示數(shù)始終不變，則說(shuō)明變阻器沒有了變阻的作用；若變阻器連入電路中的電阻為0，則電源電壓為3V，由表中第2次數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)待測(cè)電阻的電壓為：U′=I2×R1=0.22A×15Ω=3.3V＞3V，所以不可能是變阻器連入電路中的電阻為0，只能是將變阻器的下面兩個(gè)接線柱連入了電路中；若將20Ω的變阻器連入電阻中，在重新調(diào)整電路前，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可得，電源電壓為：U″=I1（R1+R滑A）=0.20A×（15Ω+20Ω）=7V；第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)量的電阻R1=15Ω；在第2次實(shí)驗(yàn)中，電壓表示數(shù)為0.6V，電流為0.22A，若電壓表接在待測(cè)電阻兩端，由歐姆定律可求出待測(cè)電阻遠(yuǎn)小于15Ω，所以電壓表一定不是接在待測(cè)電阻的兩端，且2、3次實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表示數(shù)不同，故后兩次實(shí)驗(yàn)中電壓表只能是并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端；在第2次實(shí)驗(yàn)中（即調(diào)整電路后），若電源電壓為7V，則待測(cè)電阻的電壓為7V-0.6V=6.4V，此時(shí)的電流為0.22A，由歐姆定律可求出待測(cè)電阻值約為29Ω，大于15Ω；綜上可知，電源電壓不是7V，也不是選用20Ω的變阻器，故只能是選用“5Ω 1A”的B滑動(dòng)變阻器；

（2）重新調(diào)整電路前，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可得電源電壓為：U=U1+I1R滑B=3.0V+0.20A×5Ω=4V；

（3）由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得，第2、3次實(shí)驗(yàn)待測(cè)電阻的阻值：，，三次測(cè)量電阻的平均值：。