题目内容
【题目】小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为2伏的整数倍保持不变）、待测电阻Rx、电流表、电压表（只有0～3伏档完好）、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、电键以及导线若干。实验中，小华正确连接电路，闭合电键并移动变阻器的滑片到一端时，观察到电流表示数为0.56安，电压表指针偏转如图1所示，他立刻断开电键。经过思考后，他按照正确步骤进行实验，闭合电键时观察到电流表示数为0.2安；他移动变阻器的滑片，观察到电压表示数为2.6伏时，电流表示数如图2所示。请根据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 | __________ | __________ | ___________ |
【答案】
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 | 6.0 | 0.56 | 10.7 | 10.5 |
2 | 2.0 | 0.20 | 10.0 | |
3 | 2.6 | 0.24 | 10.8 |
【解析】
按正确步骤进行实验，即变阻器连入电路中的电阻最大，根据闭合电键时观察到电流表示数，由欧姆定律求出变阻器的电压，因小华在第1次操作中，观察到电流表示数为0.56A＞0.2A，可确定前2次操作中变阻器入电路中的电阻大小，根据第3次操作中他移动变阻器的滑片观察到电压表示数为2.6V时，根据电流表选用小量程确定分度值读数出电流大小，因此时变阻器连入电路中的电阻小于20Ω，由欧姆定律可得出此时变阻器两端的实际电压一定小于电压，从而得出电源电压的取值范围，根据电压为2伏的整数倍保持不变，确定电源电压大小；从而确定第1次操作中，待测电阻的电压和电流大小；根据串联电路电压的规律求出第2次操作中待测电阻的电压和电流大小；（第3次操作中，待测电阻的电压和电流已知）由欧姆定律，第1、2、3次实验测得的电阻大小，并求出电阻的平均值填入表中。
经过思考后，他按照正确步骤进行实验，即变阻器连入电路中的电阻最大，此时定值电阻与变阻器的最大电阻串联，闭合电键时观察到电流表示数为0.2A（设为第2次操作）；
由欧姆定律可得，变阻器的电压为：U滑=I2R滑大=0.2A×20Ω=4V，
由串联电压的规律可知，电源电压U＞4V------①；
因小华在第1次操作中，观察到电流表示数为0.56A＞0.2A，所以可知闭合电键并移动变阻器的滑片到一端时，即变阻器连入电路中的电阻为0；
第3次操作，他移动变阻器的滑片（此时变阻器连入电路中的电阻小于20Ω），观察到电压表示数为2.6V时，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为I3=0.24A；由于此时变阻器连入电路中的电阻小于20Ω，所以由欧姆定律可知，此时变阻器两端的实际电压一定小于：U′滑=R滑大I3=0.24A×20Ω=4.8V，根据串联电路电压的规律，电源电压：U＜4.8V+2.4V=7.2V-----②，
根据电源电压为2伏的整数倍且保持不变，由①②可得，电源电压U=6V；
由此可知，第1次操作中，待测电阻的电压为电源电压6V，电流为0.56A；
第2次操作中，根据串联电路电压的规律，待测电阻的电压为：6V-4V=2V，此时电流为0.2A；
第3次操作中，待测电阻的电压为2.6V，电流为0.24A，
由欧姆定律可得，第1次实验测得的电阻大小：
，同理可得，第2、3次测量的电阻值分别为：10.0Ω、10.8Ω，则电阻Rx的平均值为：
。
如下表所示：
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 | 6.0 | 0.56 | 10.7 | 10.5 |
2 | 2.0 | 0.20 | 10.0 | |
3 | 2.6 | 0.24 | 10.8 |
每课必练系列答案
