题目内容
小王、小张分别做“用电流表、电压表测电阻”的实验,实验器材齐全并完好,其中:电源电压相等保持不变,待用滑动变阻器有两种规格(分别标有“10Ω 2A”、“20Ω 2A”的字样),待测电阻Rx规格相同.实验中,两位同学所用的变阻器不同,但他们在连接电路时都将滑片置于变阻器的一端.闭合电键,他们所观察到电流表、电压表的示数均为图1(a)、(b)所示,接着在向变阻器另一端移动滑片的过程中,小王发现电路中两电表的示数均变小,而小张却发现电路中两电表的示数均变大.在思考并解决实验问题后,两位同学均完成实验,而其中一位同学将他所正确测得的两组实验数据记录在草稿纸上,如图2所示.
①两位同学实验所用的电源电压为 伏.
②为完成其中一位同学的记录和处理,请根据图1和图2及相关信息,将下表填写完整.(计算电阻时,精确到0.1欧)
①两位同学实验所用的电源电压为
②为完成其中一位同学的记录和处理,请根据图1和图2及相关信息,将下表填写完整.(计算电阻时,精确到0.1欧)
物理量 实验序号 |
电压Ux (伏) |
电流Ix (安) |
电阻Rx (欧) |
电阻Rx平均值 (欧) |
1 | ||||
2 | ||||
3 |
分析:①伏安法测电阻时,被测电阻与滑动变阻器串联,电压表与被测用电器并联,电流表测量电路中电流,根据滑片移到时,电压表、电流表示数的变化可知电压表测量的对象;然后根据图1和图2确定电流表和电压表的量程,并读出电流表和电压表的示数,再结合串联电路的特点和欧姆定律求出电源电压;
②根据电流表和电压表示数均增大的特点完成表格,并根据欧姆定律的变形公式求出被测电阻的阻值以及平均值.
②根据电流表和电压表示数均增大的特点完成表格,并根据欧姆定律的变形公式求出被测电阻的阻值以及平均值.
解答:解:①当滑动变阻器从一端向另一端移到时,如果滑动变阻器接入电路的阻值逐渐增大,则电路中的电流逐渐减小,即电流表的示数变小,电压表的示数也变小,故电压表测量被测电阻两端电压;
如果滑动变阻器接入电路的阻值逐渐变小,则电路中的电流逐渐增大,即电流表的示数变大,电压表的示数也变大,故电压表测量被测电阻两端电压;
根据图1和图2可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.2V;对比图2中的数据可知,电流表和电压表的示数是逐渐增大的,因此滑动变阻器开始置于阻值最大处,此时滑动变阻器两端电压U最大=IR最大=0.24A×20Ω=4.8V;
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=1.2V+4.8V=6V.
②因为电流表和电压表都逐渐增大,所以电流和对应的电压值为:I1=0.24A,U1=1.2V;I2=0.3A,U2=1.6V;I3=0.4A,U2=2.2V;
∵I=
∴R1=
=
=5Ω;
R2=
=
≈5.3Ω;
R3=
=
=5.5Ω;
电阻的平均值:R=
(5Ω+5.3Ω+5.5Ω)≈5.3Ω.
故答案为:①6;②
如果滑动变阻器接入电路的阻值逐渐变小,则电路中的电流逐渐增大,即电流表的示数变大,电压表的示数也变大,故电压表测量被测电阻两端电压;
根据图1和图2可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.2V;对比图2中的数据可知,电流表和电压表的示数是逐渐增大的,因此滑动变阻器开始置于阻值最大处,此时滑动变阻器两端电压U最大=IR最大=0.24A×20Ω=4.8V;
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=1.2V+4.8V=6V.
②因为电流表和电压表都逐渐增大,所以电流和对应的电压值为:I1=0.24A,U1=1.2V;I2=0.3A,U2=1.6V;I3=0.4A,U2=2.2V;
∵I=
U |
R |
∴R1=
U1 |
I1 |
1.2V |
0.24A |
R2=
U2 |
I2 |
1.6V |
0.3A |
R3=
U3 |
I3 |
2.2V |
0.4A |
电阻的平均值:R=
1 |
3 |
故答案为:①6;②
物理量 实验序号 |
电压Ux (伏) |
电流Ix (安) |
电阻Rx (欧) |
电阻Rx平均值 (欧) |
1 | 1.2 | 0.24 | 5.0 | 5.3 |
2 | 1.6 | 0.3 | 5.3 | |
3 | 2.2 | 0.4 | 5.5 |
点评:本题考查了欧姆定律的应用和滑动变阻器的使用等,关键是明白伏安法测未知电阻实验的原理以及串联电路的特点.
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