Question

7．詩詩和三瑩同學(xué)在做“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，看到各自實(shí)驗(yàn)桌上有完全相同的實(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓恒為4.5V）、電流表、電壓表各一只、開關(guān)一個(gè)、標(biāo)有“？Ω 2A”的待測(cè)定值電阻R_X一只（大約10Ω左右）、三只滑動(dòng)變阻器（①“10Ω 2A”②“15Ω 1.5A”③“50Ω 1A”）、導(dǎo)線若干．

電壓/V	2.9	2.1	1.7
電流/A	0.16	0.24	0.27
電阻/Ω

（1）請(qǐng)你幫詩詩把圖示中的實(shí)物電路連接完整．
（2）三瑩同學(xué)連接好電路，閉合開關(guān)后，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得一組數(shù)據(jù)（如表）并算出定值電阻的阻值．三瑩同學(xué)認(rèn)為同一電阻的電阻值不可能相差這么大，請(qǐng)你幫她分析一下，其錯(cuò)誤的原因是電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器的電壓．
（3）找出了原因后，三瑩同學(xué)準(zhǔn)備重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一旁的詩詩認(rèn)為不必要重新實(shí)驗(yàn)，利用表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，就可以得出待測(cè)電阻的阻值R_X=10.1Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留一位小數(shù)）．
（4）三瑩同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中選擇的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格應(yīng)為③（填序號(hào)）．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中，電流表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)入電路，滑動(dòng)變阻器一上一下，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知電流表量程；
（2）由表格數(shù)據(jù)中電流與電壓關(guān)系分析判斷原因；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算測(cè)電阻的阻值；
（4）根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算變阻器規(guī)格．

解答 解：
（1）伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，電流表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)入電路，滑動(dòng)變阻器一上一下，由表格通過定值電阻電流可知電流表應(yīng)使用0-0.6A量程，如圖所示：
；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：電阻越大電壓越高，電流越小，電阻說明是變化的，故可判斷電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器的電壓；
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，
第一次實(shí)驗(yàn)R_x1=$\frac{U-{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4.5V-2.9V}{0.16A}$=10Ω，
第二次實(shí)驗(yàn)R_x2=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4.5V-2.1V}{0.24A}$=10Ω，
第三次實(shí)驗(yàn)R_x3=$\frac{U-{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{4.5V-1.7V}{0.27A}$≈10.4Ω，
所以待測(cè)電阻的阻值R_X=$\frac{{R}_{x1}+{R}_{x2}+{R}_{x3}}{3}$=$\frac{10Ω+10Ω+10.4Ω}{3}$≈10.1Ω；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，滑動(dòng)變阻器連入阻值越大，其兩端電壓越大，由表格第一次數(shù)據(jù)，
R_滑=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.9V}{0.16A}$=18.125Ω，
所以實(shí)驗(yàn)中選擇“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器．
故答案為：
（1）見上圖；（2）電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器的電壓；（3）10.1；（4）③．

點(diǎn)評(píng) 此題是用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，考查了電路連接，變阻器的選擇及歐姆定律的應(yīng)用．要注意為了減小測(cè)量中的誤差應(yīng)取多次測(cè)量的平均值．