Question

18．小天同學(xué)在做“用伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了滑動(dòng)變阻器的名牌不清楚之外其他實(shí)驗(yàn)器材齊全且完好，電源電壓不變，電流表和電壓表對(duì)電路的影響均忽略不計(jì)．以下是他的實(shí)驗(yàn)過程，請(qǐng)回答下列問題：

（1）小天連接了如果圖甲所示的電路測(cè)量待測(cè)電阻R_x的阻值，請(qǐng)指出電路連接的錯(cuò)誤之處：電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端了（或滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入了電路）（寫出一種即可）
（2）更正電路之前，小天發(fā)現(xiàn)可以利用甲圖所示的電路來測(cè)量滑動(dòng)變阻器的最大阻值；他閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)為10V，電流表的示數(shù)為0.2A，則可計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50Ω
（3）小天按照?qǐng)D乙所示電路圖正確連接好電路后，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，他選用了合適的量程進(jìn)行了多次測(cè)量，以下是他的實(shí)驗(yàn)記錄．第一次：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于最左端時(shí)，電壓表的指針位置如圖丙所示；第二次：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于某位置時(shí)，電流表的示數(shù)為0.58A，電壓表的指針位置如圖丁所示；第三次：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為1.1A，則R_x的平均阻值為10.4Ω（精確到0.1Ω）

Answer 1

分析 （1）（2）用伏安法測(cè)電阻電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)，變阻器按一下一上原則接入電路中；根據(jù)歐姆定律求滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）由（2）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出電源電壓；第2次實(shí)驗(yàn)和第1次比，變阻器連入電路中的電阻變小，根據(jù)分壓原理電壓表示數(shù)變大，據(jù)此確定電壓表選用的量程，分別根據(jù)歐姆定律得出電阻值，并求平均值．

解答 解：（1）（2）甲圖中，電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端了（或?qū)⒒瑒?dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入了電路），因電壓表的示數(shù)為10V，電流表的示數(shù)為0.2A，則可計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的最大阻值為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{10V}{0.2A}$=50Ω；
（3）在第1次實(shí)驗(yàn)中，電路中電流為0.2A，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，故電源電壓：
U=IR_滑+U_表=0.2A×50Ω+2V=12V；
第2次實(shí)驗(yàn)和第1次比，變阻器連入電路中的電阻變小，故電壓表示數(shù)變大，故丙只能選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，丁圖中選用大量程，分度值為0.5V，示數(shù)為6V，
待測(cè)電阻R₁=$\frac{{U}_{表}}{I}=\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
在第2次測(cè)量中，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$$\frac{6V}{0.58A}$≈10.3Ω，；
第3次測(cè)量中，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{12V}{1.1}$≈10.9Ω．則R_x的平均阻值為：
$\frac{{R}_{1}{+R}_{2}{+R}_{3}}{3}$=$\frac{10Ω+10.3Ω+10.9Ω}{3}$=10.4Ω．
故答案為：（1）電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端了（或滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入了電路）；（2）50；（3）10.4．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)電阻大小，考查反�，F(xiàn)象的分析、電阻的計(jì)算及數(shù)據(jù)的處理，最后一問根據(jù)分壓原理確定電壓表量程是關(guān)鍵．