Question

11．小華做測量電阻的實驗，電源電壓為6V，滑動變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”字樣．
（1）在將圖甲實驗電路連接正確后，滑片向右移動，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大．（均選“變大”、“變小”或“不變”）．
（2）閉合開關(guān)后，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為準(zhǔn)確測量這一電壓，接下來小華應(yīng)進(jìn)行的操作是斷開開關(guān)，選用電壓表的小量程．
（3）如表五組數(shù)據(jù)中有一組數(shù)據(jù)不是本實驗中測得的，它是第1（填寫表格中表示序號的數(shù)字）組，你判斷的依據(jù)是定值電阻兩端的電壓最小為2V．

序號	1	2	3	4	5
U/V	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
I/A	0.10	0.19	0.30	0.40	0.51

（4）實驗中若電壓表已損壞、電源電壓未知，在不添加實驗器材的情況下也能測出R_x的阻值，具體操作如下：將滑片移至最左端，電流表的示數(shù)為I₁，將滑片移至最右端，電流表的示數(shù)為I₂，則R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$×20Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量燈泡兩端的電壓，電流表測量電路電流，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，滑動變阻器連入電路中的電阻變小，電路中的電流變大，燈泡兩端的電壓變大．
（2）為提高測量的準(zhǔn)確程度，電壓表選用小量程．
（3）求出定值電阻的大約值，根據(jù)分壓原理，得出電壓表的最小讀數(shù)．
（4）分析電路圖，P移至最右端，滑動變阻器連入電阻為0，電路中只有R_x，根據(jù)歐姆定律可求電源電壓；P移至最左端，滑動變阻器全連入，滑動變阻器和R_x串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可求電源電壓；根據(jù)電源電壓不變列方程求解．

解答 解：（1）由圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量燈泡兩端的電壓，電流表測量電路電流，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，滑動變阻器連入電路中的電阻變小，則電路中電流變大，所以電流表的示數(shù)變大，根據(jù)U=IR可知，燈泡兩端的電壓變大．
（2）由圖乙知，電壓表用的是大量程，電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角度比較小，為提高測量的準(zhǔn)確程度，應(yīng)斷開開關(guān)，選用電壓表的小量程．
（3）由表中數(shù)據(jù)結(jié)合歐姆定律可得，定值電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.0V}{0.30A}$=10Ω，根據(jù)分壓原理可知，當(dāng)滑動變阻器的最大電阻連入電路中時，電壓表示數(shù)最小，
定值電阻兩端的最小電壓U_最小=$\frac{R}{R+{R}_{滑}}•U$=$\frac{10Ω}{10Ω+20Ω}$×6V=2V＞1V，所以第1組數(shù)據(jù)不是本實驗中測得的．
（5）P移至最左端，滑動變阻器全連入，滑動變阻器和R_x串聯(lián)，
根據(jù)歐姆定律可得電源電壓：U=I₁（20Ω+R_x）------①
P移至最右端，滑動變阻器連入電阻為0，電路中只有R_x，
根據(jù)歐姆定律可得電源電壓：U=I₂R_x-----②
電源電壓不變，由①②得：I₁（20Ω+R_x）=I₂R_x，
解得：R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$×20Ω．
故答案為：（1）變大；變大；
（2）斷開開關(guān)，選用電壓表的小量程；
（3）1；定值電阻兩端的電壓最小為2V；
（4）$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$×20Ω．

點評 本題測量定值電阻的大小，考查電路的連接、對操作的評估與改進(jìn)，最后一問考查了學(xué)生運(yùn)用已有知識靈活解決實際問題的能力，有一定難度．