Question

6．小徐做“用電流表、電壓表測電阻”實驗，現有電源（電壓為6伏且保持不變）、待測電阻R_x、電流表、電壓表、滑動變阻器、電鍵及導線若干，所有元件均完好．他連接電路進行實驗，閉合電鍵后，在移動變阻器滑片的過程中，發(fā)現電流表示數的變化范圍為0.10～0.56安，電壓表示數的變化范圍為0伏～5伏；當移動變阻器滑片到某個位置時，電壓表、電流表的示數分別如圖1（a）、（b）所示．

①請在方框內畫出該同學的實驗電路圖（圖請畫到答題卡上的圖2方框中）．
②請將表填寫完整．（計算電阻時，精確到0.1歐）（請?zhí)畹酱痤}卡上的表格中）．

物理量 實驗序號	電壓UX （伏）	電流IX （安）	電阻RX （歐）
1
2
3

Answer 1

分析 ①由于在移動變阻器滑片的過程中，根據電壓表示數出現為0V的現象，由此可知電壓表是測量滑動變阻器兩端的電壓，據此即可畫出電路圖；
②根據電壓表和電流表的變化范圍確定出兩次電阻兩端的電壓與電流的對應值，由圖1中電流表、電壓表的量程和分度值，讀出示數，填入表格內；根據R=$\frac{U}{I}$求出電阻值，并求出其平均值，填入表格內．

解答 解：①根據“用電流表、電壓表測電阻”實驗的原理歐姆定律可知：利用電流表測量電路中的電流，利用電壓表測量電阻兩端的電壓，串聯滑動變阻器來改變電路中的電流，由于小徐做“用電流表、電壓表測電阻”實驗時，在移動變阻器滑片的過程中，電壓表示數有出現為0V的現象，由此判斷電壓表是測量滑動變阻器兩端的電壓，故電路圖如下：

②當電流表的示數最小為時，此時滑動變阻器的阻值最大時，電壓表的示數最大為5V，根據串聯電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可得：
U₁=U-U_滑1=6V-5V=1V；
由歐姆定律得：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1V}{0.10A}$=10.0Ω；
當移動變阻器滑片到某個位置時，由圖a知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.22A；電壓表的量程為0～15V，分度值為0.5V，示數為4V，根據串聯電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可得：
U₂=U-U_滑2=6V-4V=2V；
由歐姆定律得：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2V}{0.22A}$≈10.7Ω；
當電流表的示數最大為0.56時，此時滑動變阻器連入電路的阻值為零時，電壓表的示數最小為0V，
則U₃=U=6V；
由歐姆定律得：
R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{6V}{0.56A}$≈9.1Ω；
則R_x=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{10Ω+10.7Ω+9.1Ω}{3}$≈9.9Ω．
故答案為：如上圖．

物理量 實驗序號	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）	電阻Rx （歐）	電阻平均值（歐）
1	1	0.1	10.0	9.9
2	2	0.22	10.7
3	6	0.56	9.1

點評 此題是伏安法測電阻的實驗，考查了電流表、電壓表的讀數、電阻的計算及歐姆定律的應用，此題的難點是根據電壓表的數據變化判斷出本次實驗電壓表測量的對象是關鍵．