题目内容

6.请完成下列关于用电压表和电流表测电阻的实验的若干问题:
(1)该实验原理是R=$\frac{U}{I}$.实验中要测量的物理量是电压和电流.
(2)请你在图1虚线框内画出该实验的电路图,并标出电表的正负接线柱.
(3)根据操作规范,在连接电路时滑动变阻器的滑片要移至接入电路电阻最大的位置上.
(4)若所用的滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”的字样,则“20Ω”表示滑动变阻器的最大电阻是20Ω,“2A”表示滑动变阻器允许通过的最大电流为2A.
在实验中过程中,使用滑动变阻器的主要目的是:多次测量求平均值,减小误差.
(5)某同学实验操作正确,并对电压表(量程:0-3V)和电流表(量程:0-0.6A)进行了正确读数和记录,但在忙乱中,只是将数据记录在图2小纸条上,请帮助这位同学将数据填写在表格中在恰当的位置,并进行相关计算,将表格填写完整(计算结果保留1位小数).
实验次数电压(伏)电流(安)Rx电阻值(欧)电阻平均值Rx(欧)
1
2
3

分析 (1)实验原理:R=$\frac{U}{I}$,故需用电压表测量电压,电流表测量电流;
(2)根据实验的要求画出伏安法测电阻的电路图;
(3)为保护电路,滑片应放在阻值最大处;
(4)滑动变阻器铭牌上标有的电流值表示滑动变阻器允许通过的最大电流值,标有的电阻是滑动变阻器的最大电阻值;
为减小测量误差应多次测量求平均值.根据电流表是串联使用、电压表是并联使用分析电表的位置;
(5)用伏安法测量电阻时,应控制电阻的阻值不变,根据表格信息结合欧姆定律选择对应的值并填入表格.

解答 解:(1)实验原理:R=$\frac{U}{I}$;故需用电压表测量电压,电流表测量电流;
(2)按从电源的正极开始经电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关、回到负极,电压表并联在电阻的两端,如下图所示

(3)为保护电路,闭合开关前,滑片应放在阻值最大处;
(4)滑动变阻器铭牌上标有“20Ω  2A”的字样,20Ω表示滑动变阻器的最大电阻是20Ω,2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为2A.
滑动变阻器一是起到保护电路的作用,二是改变电流和电压,实现多次测量求平均值,减小误差.
(5)实验中保持电阻大小不变,电压越大,电流越大,电阻越小,电流越小;
故第一次实验的电压为1.9V,对应的电流为0.18A;电阻R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.9V}{0.18A}$=10.6Ω;
第二次实验的电压为2.5V,对应的电流为0.26A,电阻R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.26A}$=9.6Ω;
第三次实验的电压为3V,对应的电流为0.3A,电阻R3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω.
未知电阻R的阻值:R=$\frac{10.6Ω+9.6Ω+10Ω}{3}$=10.1Ω
表格如下:

实验次数电压(伏)电流(安)Rx电阻值(欧)电阻平均值Rx(欧)
11.90.1810.610.1
22.50.269.6
330.310
故答案为:(1)R=$\frac{U}{I}$;电压;电流;(2)见上图;(3)大;(4)滑动变阻器的最大电阻是20Ω;滑动变阻器允许通过的最大电流为2A;(5)见上表.

点评 本题考查了电压表和电流表的正确使用以及欧姆定律的应用,关键是控制变量法在实验中的灵活运用以及知道本实验中多次测量的目的是求平均值减小误差.

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