题目内容
10.小明用“伏安法”测量一个定值电阻Rx的阻值(约为20Ω左右).实验器材有:定值电阻Rx、电压表(量程0~3V和0~15V)、电流表(量程0~0.6V和0~3A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、学生电源各一个,导线若干.(1)“伏安法”测电阻的原理是R=$\frac{U}{I}$.
(2)如图a所示是“伏安法”测电阻的实验电路图,图中甲、乙为两个电表,其中甲为电压表;
(3)本实验电源电压选用12V,电压表应选用0~15V量程,电流表选用0~0.6A量程;连接如图b所示的电流表时,应使电流从“0.6”接线柱流入电流表;
(4)闭合开关后,发现电压表的示数约为6V,电流表示数为零;移动滑动变阻器滑片,电压表示数有明显变化,但电流表示数始终为零,则发生故障的元件是电流表;
(5)排除故障后,接通线路,移动滑动变阻器滑片,当电流表的示数如图b所示时,通过电阻Rx的电流大小是0.34A;
(6)经多次测量,小明由实验数据绘制得如图c所示的U-I图象,由图象可知:电阻Rx=22.2Ω(保留1位小数)
分析 (1)伏安法测电阻的原理:R=$\frac{U}{I}$;
(2)电流表和待测电阻串联,电压表和待测电阻并联;
(3)根据串联电路分压规律来做出解答;电流从“+”接线柱流入电流表;
(4)根据电流表和电压表是否有示数确定电路的故障;电流表示数为零说明电路断路或电流表短路;再根据电压表示数变化进行分析;
(5)弄清楚电流表的量程和分度值,再读出电流表示数;
(6)在U-I图象中选取一组数据,根据I=$\frac{U}{R}$求出电阻值.
解答 解:(1)伏安法测电阻的原理是:R=$\frac{U}{I}$;
(2)图a中甲表和待测电阻并联,所以甲为电压表;
(3)待测电阻和滑动变阻器串联,滑动变阻器滑到电阻最大位置时,电阻为20Ω,待测电阻的阻值约为20Ω,电源电压为12V,它们两个各分担电压为6V,所以电压表应选用0~15V量程;
接如图b所示的电流表,“0.6”接线柱为“+”接线柱,所以应使电流从,“0.6”接线柱流入电流表;
(4)闭合开关后,发现电压表的示数约为6V,两电阻串联分压,电流表示数为零,说明电路故障不是断路;移动滑动变阻器滑片,电压表示数有明显变化,但电流表示数始终为零,说明电流表被短路;
(5)电流表接的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,此时的电流为0.34A;
(6)在U-I图象中,电压U=10V时,电流为0.45A,
所以Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{10V}{0.45A}$≈22.2Ω.
故答案为:(1)R=$\frac{U}{I}$;(2)电压;(3)0~15V;0.6;(4)电流表;(5)0.34;(6)22.2.
点评 本题考查了实验原理、电表的连接和电路故障的判断、电流表的读数以及电阻的计算,难度不大.
练习册系列答案
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