题目内容

【题目】小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,现电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻R、电流表、电压表(只0﹣3伏档完好)、滑动变阻器(标“20 2A”字样)、电键以及导线若干.实验中,小华正确连接断路,且使变阻器接入电路中的电阻最大,闭合电键时电表示数如图(a)、(b)所示.

小华的实验记录

实验序号

电压表示数(伏)

电流表示数(安)

1

1.4

0.30

2

3

①通过计算说明实验所用电源的电压.
②小华移动变阻器的滑片,观察到电表示数变化范围较小.然后他调整了电表的接入位置重新实验:
(a)根据图中电表的示数等信息判断,在闭合电键时能否使变阻器接入电路中的电阻最大,并简述理由.
(b)根据小华重新实验中所记录的一组数据(见表),计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1欧).

【答案】解答:①电压表、电流表均选用小量程,分度值分别为0.1V、0.02A,电压表示数为2.5V,
电流表示数I=0.16A,因电路连接正确,电压表测定值电阻的电压,U=2.5V,滑动变阻器连入电器中的电阻最大,R=20Ω,变阻器的电压U=RI=20Ω×0.16A=3.2V,根据串联电路电压的特点,电源电压
U=U+U=2.5V+3.2V=5.7V.根据电压为2伏的整数倍且保持不变,考虑到测量中的误差,
电源电压U应为6V;
②(a)电流表只能串联在电路中,改变连接的位置对其示数没影响,可知此表一定是电压表,因原电路连接正确,电压表并联在定值电阻两端,调整了电表的接入位置重新实验,故电压表现并联在变阻器的两端了.若将变阻器接入电路中的电阻最大,由题中条件知,变阻器的电压U′=U=3.2V>3V,
超出电压表0﹣3V的量程,故闭合电键时不能将变阻器接入电路中的电阻最大;
(b)电压表改接后的读数为1.4V,定值电阻的电压U′=6V﹣1.4V=4.6V,由表中记录的一组数据,此时电流I′=0.30A,待测电阻Rx= = =15.3Ω.
答:①所用电源的电压为6V;②(a)故闭合电键时不能将变阻器接入电路中的电阻最大,因此时变阻器的电压超过了电压表的量程;(b)待测电阻为15.3Ω.
【解析】①搞清电压表、电流表的分度值,正确读出电压表、电流表的示数,由欧姆定律求出变阻器的电压,根据串联电路电压的特点求电源电压,由电压为2伏的整数倍且保持不变,最终确定电压的大小;②(a)移动变阻器的滑片,观察到电表示数变化范围较小.然后他调整了电表的接入位置,据此判断出电表为电压表,因原电路电路连接正确,故电压表并联在变阻的两端;求出此时变阻的电压与3V比较,确定答案;
(b)根据电压表改接后的读数,由串联电路电压的特点求出定值电阻的电压U′ , 根据欧姆定律求待测电阻Rx的阻值.
本题用电流表、电压表测电阻,重在考查分析、推理能力,难度较大.
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用的相关知识点,需要掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)才能正确解答此题.

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