Question

4．小芳利用干电池、电压表、电流表、滑动变阻器（10Ω 1A）、开关、导线，测位置电阻Rx的阻值．
（1）此实验的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）小芳连接好电路如图锁死，闭合开关，发现电流表和电压表都有偏转，但偏转角度较小，且调节滑片两表示数均不变，该故障的原因是滑动变阻器同时连接了下面两个接线柱．
（3）小芳在排除了电路故障后，闭合开关，改变滑片的位置，得到多组电压和电流数值如表所示．由这些数据计算得定值电阻Rx的阻值为4.8Ω．
（4）该实验中滑动变阻器的作用是改变待测电阻两端的电压，在研究电流与电阻关系实验中滑动变阻器的作用是控制导体两端的电压不变．

实验次数	1	2	3
U/V	2.5	2.0	1.0
I/A	0.50	0.40	0.22

Answer 1

分析 （1）实验的原理是由欧姆定律得：R=$\frac{U}{I}$．
（2）当将滑动变阻器的下下两个接线柱接入电路后，滑动变阻器的全部阻值接入电路，电路中电流很小，无论怎样移动滑片，都不能改变电路中的电流； 当将滑动变阻器的上上两个接线柱接入电路后，滑动变阻器的电阻丝没有接入电路，电路中电流很大，无论怎样移动滑片，都不能改变电路中的电流．
（3）已知电阻两端电压和通过的电流，利用R=$\frac{U}{I}$分别求出阻值，然后求出平均值．
（4）为保护电路，其在电路中的作用是通过改变电路中电阻的大小来改变电路中的电流．滑动变阻器在不同的实验中的作用不同．

解答 解：
（1）实验的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）闭合开关，无论怎么移动变阻器滑片P，电流表有示数，读数非常小，说明电路电流特别小，也就是电路总电阻较大；电压表有示数，读数小，说明电压表连接正常，电阻两端电压很小；两表示数保持不变，说明滑动变阻器没有起到变阻的作用．综合分析得：滑动变阻器同时连接了下面两个接线柱，相当于给电路串联了一个较大阻值的定值电阻．
（3）由I=$\frac{U}{R}$得R=$\frac{U}{I}$，则分别求出三次的阻值为5Ω、5Ω、4.5Ω；
则R_x=$\frac{5Ω+5Ω+4.5Ω}{3}$≈4.8Ω．
（4）在伏安法测电阻的实验中，主要是利用它改变待测电阻两端的电压，目的是多测几次电压和电流值，通过多次测量求平均值的方法减小误差；
在研究导体中的电流与导体的电阻的关系时，要改变导体的电阻值，利用滑动变阻器来控制导体两端的电压不变．
故答案为：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）滑动变阻器同时连接了下面两个接线柱；（3）4.8；（4）改变待测电阻两端的电压；控制导体两端的电压不变．

点评 此题是“伏安法测电阻”，涉及到实物的连接、电流表、电压表量程的选择、故障的分析及电阻的计算等，比较全面的考查了此实验，综合性较强，有一定的难度．