Question

2．某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測定電阻Rx的阻值，所用滑動變阻器上標(biāo)有“20?  2A”字樣，電源電壓不變．該同學(xué)實驗步驟正確，閉合開關(guān)K，觀察到電流表的示數(shù)為0.14A．當(dāng)他把滑動變阻器的滑片移到中點位置（即滑動變阻器接入電路的電阻為10Ω）時，電壓表、電流表的示數(shù)分別為2.5V、0.20A．接著他又移動滑片到某點A，這時電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖丙所示．

（1）據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物電路（乙）連接完整．
（2）電源的電壓為4.5V．
（3）請在下表中將該同學(xué)尚未記錄的數(shù)據(jù)填寫完整，并計算出電阻值． （計算電阻時，精確到0.1Ω）

	電壓/V	電流/A	電阻/Ω	電阻平均值/Ω
1	1.7	0.14	12.1	12.3
2	2.5	0.20	12.5
3	2.2	0.18	12.2

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實物圖，可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，再將電壓表并在待測電阻的兩端；連接滑動變阻器時，要“一上一下”的原則，且向左移動電阻變�。�
（2）先根據(jù)滑片在中點時，利用歐姆定律的變形公式求出滑動變阻器兩端電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出電源電壓；
（3）根據(jù)歐姆定律和電壓表、電流表的示數(shù)以及串聯(lián)電路電壓的規(guī)律完成表格中的電壓和電流值；再利用歐姆定律的變形公式求出被測電阻的阻值，最后求出三次電阻的平均值即可．

解答 解：（1）采用“電流流向法”，電流從電源正極出發(fā)，依次將開關(guān)、電流表、滑動變阻器、電阻R串聯(lián)起來，再將電壓表并聯(lián)在電阻R_x的兩端，滑動變阻器注意“一上一下”原則連接即可，如下圖所示：

（2）根據(jù)題意可知，滑片在中點時，電壓表的示數(shù)為2.5V，電流表的示數(shù)為0.2A，此時滑動變阻器接入電路的阻值為10Ω；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時滑動變阻器兩端電壓：U_中=I_中R_中=0.2A×10Ω=2V；
因為串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以電源電壓：U=U_x+U_中=2.5V+2V=4.5V；
（3）該同學(xué)實驗步驟正確，即變阻器的滑片在阻值最大的位置時，閉合開關(guān)K，觀察到電流表的示數(shù)為0.14A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時滑動變阻器兩端電壓：
U_最大=IR_最大=0.14A×20Ω=2.8V；
因為串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，
所以被測電阻兩端電壓，即電壓表的示數(shù)：U₁=U-U_最大=4.5V-2.8V=1.7V；
此時被測電阻的阻值：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.7V}{0.14A}$≈12.1Ω；
滑動變阻器在中點時，被測電阻的阻值：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
滑片在A點時，根據(jù)圖2可知，電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V；
根據(jù)圖3可知，電流表量程為0～0.06A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.18A；
則被測電阻的阻值：R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.2V}{0.18A}$≈12.2Ω；
則被測電阻的平均值：R_x=$\frac{1}{3}$（R₁+R₂+R₃）=$\frac{1}{3}$（12.1Ω+12.5Ω+12.2Ω）≈12.3Ω．
故答案為：（1）如上圖；（2）4.5；
（3）

	電 壓 U/V	電 流 I/A	電 阻 RX/Ω	電 阻 平 均 值 RX/Ω
1	1.7	0.14	12.1	12.3
2	2.5	0.20	12.5
3	2.2	0.18	12.2

點評 本題考查了實物圖的連接、串聯(lián)電路的特點、歐姆定律的計算、實驗數(shù)據(jù)的處理、電壓表和電流表的讀數(shù)以及多次測量求平均值，涉及的知識點較多，但都是基礎(chǔ)知識，平時注意基礎(chǔ)知識的積累和學(xué)習(xí)．