Question

7．小華做“電流表、電壓表測電阻”實驗，現(xiàn)有電源（電壓為1.5伏的整數(shù)倍且保持不變）、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．
（1）他連接電路進行實驗，閉合電鍵后，將變阻器滑片從一端移動到另一端的過程中，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的變化范圍為0.12～0.26安，電壓表示數(shù)相應(yīng)的變化范圍為2.4～0伏．
（2）他通過思考分析，重新實驗．當變阻器滑片移動到中點附近位置時，電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖（a）、（b）所示．請將下面表格填寫完整．（計算電阻時，精確到0.1歐）

	電壓UX（伏）	電流IX（安）	電阻RX（歐）	電阻RX平均值（歐）
1		0.12
2
3

Answer 1

分析 （1）根據(jù)連接電路時變阻器連入電路中的阻值最大，結(jié)合分壓原理，確定電壓表連接位置，根據(jù)歐姆定律確定電表示數(shù)的對應(yīng)關(guān)系；
根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等和總電壓等于各分電壓之和得出電源的表達式，利用電源的電壓不變建立等式即可求出電源電壓的大約值，利用電源的電壓是1.5V的整數(shù)倍確定電源的電壓；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電路電流為0.12A和0.26A時定值電阻的阻值；
根據(jù)電壓表和電流表的最大示數(shù)確定量程，根據(jù)分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出定值電阻的阻值，然后求出定值電阻的平均值．

解答 解：
（1）為保護電路，連接電路時，滑動變阻器連入電路中的電阻應(yīng)最大．電源電壓不變，移動滑片，滑動變阻器接入電路的阻值減小，根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓應(yīng)減小，由題意滑動變阻器兩端電壓從2.4V減小為0，所以可判斷出電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，測滑動變阻器兩端電壓；
由題意知，剛閉合開關(guān)時，電路最小電流I₁=0.12A，此時滑動變阻器電壓最大，電壓表示數(shù)最大，
即U_V=U_滑=2.4V，
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路為R的簡單電路，電路中的電流最大，I₃=0.26A，
因電源電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可得：0.12A×R+2.4V=0.26A×R，解得R≈17Ω，
電源電壓約為U′=0.26A×17Ω=4.42V，
由題知，電源的電壓為1.5伏的整數(shù)倍，考慮到實驗測量中的誤差，所以，電源的電壓U=4.5V；
（2）當I₁=0.12A，U_V=U_滑=2.4V時，R兩端的電壓U_R=U-U_滑=4.5V-2.4V=2.1V，
待測電阻R₁=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{1}}=\frac{2.1V}{0.12A}$=17.5Ω；
當變阻器連入電路中電阻為0時，I₃=0.26A，U_V=U_滑=0時，
待測電阻R₃=$\frac{U}{{I}_{3}}=\frac{4.5V}{0.26A}$≈17.3Ω；
由題意知，電壓表最大示數(shù)是2.4V，因此電壓表量程為0～3V，分度值是0.1V，而圖（a）電壓表示數(shù)2.8V，這說明重新實驗時，電壓表是并聯(lián)在待測電阻的兩端，測待測電阻的電壓，即U₂=2.8V；
電路中的最大電流為0.26A，因此電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，圖（b）中，電流表示數(shù)為I₂=0.16A，則待測電阻R₂=$\frac{{U}_{2}′}{{I}_{2}}=\frac{2.8V}{0.16A}$=17.5Ω；
電阻R_x平均值R_x=$\frac{17.5Ω+17.5Ω+17.3Ω}{3}$≈17.4Ω，故表格如下：

物理量 實驗序號	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）	電阻Rx （歐）	電阻Rx平均值 （歐）
1	2.1	0.12	17.5	17.4
2	2.8	0.16	17.5
3	4.5	0.26	17.3

故答案：見上表所示．

點評 本題用電流表、電壓表測電阻，考查歐姆定律和串聯(lián)電路規(guī)律的應(yīng)用及數(shù)據(jù)的處理方法，綜合性，難度大．挖掘題中隱含的條件、正確判斷電壓表的連接位置是解題的關(guān)鍵．