Question

7．图甲为测量电阻阻值的电路图．实验仪器如下：两节干电池、阻值约为5Ω的待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线等．

（1）请根据电路图，将图乙中实物连接完整．
（2）如果要求当滑动变阻器的滑片自左向右滑动时，加在待测电阻两端的电压增大，在实物图中需将滑动变阻器的两个端点连在电路中，这两个端点是BC（或BD）（从A、B、C、D中选取）．
（3）实验过程中获得的数据如下表：

序号	1	2	3	4	5
电压U/V	0.6	1.2	1.8	2.4	3.0
电流I/A	0.12	0.22	1.8	0.50	0.60

第三组的电流数据有误，应为0.36A，出现这一错误最可能的原因是：使用小量程，按大量程读数了．
（4）表格中第1组合第5组数据分别是滑片位于滑动变阻器的两个端点时获得的．根据这两组数据可以求得滑动变阻器的总阻值为20Ω．
（5）根据串联电路电流和电压的特点，再加一把刻度尺，利用该电路可以探究“滑动变阻器接入电路部分的电阻阻值与接入电路部分的长度的关系”．这种观点是否可行？为什么？
答：可行，移动滑动变阻器滑片，改变接入电路中电阻值的大小，利用电压表和电流表读出电路中电流和滑动变阻器两端电压的大小，运用欧姆定律计算出滑动变阻器接入电路中电阻的大小；同时用刻度尺测量出滑动变阻器接入电路中电阻线的长度；多次测量可以探究滑动变阻器接入电路部分的电阻阻值与接入电路部分的长度的关系，并得出结论．

Answer 1

分析 （1）两节干电池作为电源，电压表选择0～3V量程，根据欧姆定律计算出电路中最大电流，选择电流表的量程；
（2）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，当滑动变阻器的滑片向右滑动时电压表的示数增大，则电路中电流增大，说明滑片右移时接入电路中的电阻变小，即滑动变阻器的右下方接线柱必须接入电路中；
（3）电阻一定时，电流与其两端电压成正比；
（4）当滑动变阻器滑片位于最小阻值处时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，电路中电流达到最大值，据此可以计算出定值电阻的阻值；当滑动变阻器滑片位于最大阻值处时，滑动变阻器与电阻串联接入电路，电路中电流达到最小值，据此可以计算出电路中的总电阻，最后计算出滑动变阻器的阻值；
（5）利用电压表和电流表读出电路中电流和滑动变阻器两端电压的大小，运用欧姆定律计算出滑动变阻器接入电路中电阻的大小，同时用刻度尺测量出滑动变阻器接入电路中电阻线的长度，多次测量得出结论．

解答 解：（1）两节干电池的电压为3V，则电压表选择0～3V量程；电路中的最大电流为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，电流表选择0～0.6A量程；

（2）经分析可知，滑动变阻器的右下方接线柱与电阻相连，滑片向右滑动时，电流表的示数增大，电压表的示数增大，故选择两个端点是BC或BD；
（3）电阻一定时，电流与其两端电压成正比；由此可知，第三组实验数据错误，其原因是使用小量程，按大量程读数了；其读数应为：$\frac{1.8A}{5}$=0.36A；
（4）当滑动变阻器滑片位于最小阻值处时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，电路中的电流达到最大值，为I₁=0.60A，电源电压为3.0V，则定值电阻的阻值为：
R₁=$\frac{3.0V}{0.60A}$=5Ω；
当滑动变阻器滑片位于最大阻值处时，滑动变阻器与电阻串联接入电路，电路中电流达到最小值，为I₂=0.12A，则电路中的总电阻为：
R₂=$\frac{3.0V}{0.12A}$=25Ω；
故滑动变阻器的阻值为：R′=R₂-R₁=25Ω-5Ω=20Ω；
（5）移动滑动变阻器滑片，改变接入电路中电阻值的大小，利用电压表和电流表读出电路中电流和滑动变阻器两端电压的大小，运用欧姆定律计算出滑动变阻器接入电路中电阻的大小；同时用刻度尺测量出滑动变阻器接入电路中电阻线的长度；多次测量可以探究滑动变阻器接入电路部分的电阻阻值与接入电路部分的长度的关系，并得出结论；此方法可行．
故答案为：（1）见上图；（2）使用小量程，按大量程读数了；（3）使用小量程，按大量程读数了；（4）20；（5）可行；移动滑动变阻器滑片，改变接入电路中电阻值的大小，利用电压表和电流表读出电路中电流和滑动变阻器两端电压的大小，运用欧姆定律计算出滑动变阻器接入电路中电阻的大小；同时用刻度尺测量出滑动变阻器接入电路中电阻线的长度；多次测量可以探究滑动变阻器接入电路部分的电阻阻值与接入电路部分的长度的关系，并得出结论．

点评 本题综合考查了电压表、电流表和滑动变阻器的使用，实验数据的分析及计算，以及探究实验的设计，有一定的难度．