Question

18．小王同學(xué)做“用電流表、電壓表測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)，所有元件均完好．他將電源（電壓是1.5伏的整數(shù)倍）、待測(cè)電阻、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵等串聯(lián)后，將電壓表并聯(lián)在電路中，他移動(dòng)變阻器的滑片到某端點(diǎn)．剛閉合電鍵時(shí)，觀察到電流表、電壓表示數(shù)如圖（a）、（b）所示．當(dāng)他移動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，觀察到兩電表的指針向相反方向偏轉(zhuǎn)．他經(jīng)過思考，求出了滑動(dòng)變阻器的最大阻值．他重新正確連接電路，實(shí)驗(yàn)步驟正確．閉合電鍵時(shí)，觀察到電壓表的示數(shù)如圖（c）所示．當(dāng)他移動(dòng)變阻器滑片到中點(diǎn)位置時(shí)，記錄電流表的示數(shù)在下表中．他繼續(xù)移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)最大為0.28安．
①實(shí)驗(yàn)所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10歐；
②請(qǐng)根據(jù)上述他重新正確連接電路時(shí)的相關(guān)信息，將下表填寫完整．（計(jì)算電阻時(shí)，精確到0.1歐）

	電壓（伏）	電流（安）	電阻（歐）	電阻平均值（歐）
1
2		0.24
3		0.28

Answer 1

分析 ①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，電流表示數(shù)變大，而電壓表的示數(shù)變小，說(shuō)明電壓表不是接在電阻的兩端，而是電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了．
②根據(jù)電壓表、電流表的量程、分度值以及指針的位置，讀出（a）、（b）、（c）三表的示數(shù)；根據(jù)剛連接完后，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大、電壓表的測(cè)量對(duì)象以及串聯(lián)電路的特點(diǎn)確定電源電壓和第一次、第三次定值電阻的電壓；然后根據(jù)歐姆定律的變形公式求出被測(cè)電阻的阻值，并求出平均值．

解答 解：①在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)發(fā)現(xiàn)：電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小，說(shuō)明電壓表不是接在電阻的兩端，而是電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了，
根據(jù)圖（a）可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，
根據(jù)圖（b）可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，
因?yàn)閯傞]合電鍵時(shí)，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，并且滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大，
當(dāng)電路連接正確后，閉合電鍵時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值仍為最大，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓仍為2V，電流表的示數(shù)仍為0.2A，
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω．
②重新正確連接電路，實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖（c）所示，根據(jù)（c）圖指針的位置可知，量程為0～15V，分度值為0.5V，示數(shù)為4V；
故電源電壓：U=4V+2V=6V；
當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí)，則待測(cè)電阻兩端的電壓為U₁=6V-2V=4V，
待測(cè)電阻阻值R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω；
當(dāng)電流表示數(shù)為0.24A時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U_滑=IR=0.24A×5Ω=1.2V，
則待測(cè)電阻兩端的電壓為U₂=6V-1.2V=4.8V，
待測(cè)電阻阻值R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4.8V}{0.24A}$=20Ω；
當(dāng)電流表示數(shù)為最大值0.28A時(shí)，定值電阻兩端電壓為電源電壓，即6V，
待測(cè)電阻的阻值：R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{6V}{0.28A}$≈21.4Ω；
電阻平均值為R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{20Ω+20Ω+21.4Ω}{3}$=20.5Ω；
如下表：

	電壓 （伏）	電流 （安）	電阻（歐）	電阻的 平均值（歐）
1	4.0	0.2	20.0	20.5
2	4.8		20.0
3	6.0		21.4

故答案為：（1）10；（2）如上表．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表和電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應(yīng)用和滑動(dòng)變阻器的使用等，關(guān)鍵是明白伏安法測(cè)未知電阻實(shí)驗(yàn)的原理以及串聯(lián)電路的特點(diǎn)．