Question

2．学习了“伏安法”测电阻，小张决定自主实验．首先依照图（a）所示电路正确连接器材，闭合电键后，他观察到电压表、电流表示数分別为6伏和0.58安；为了减小误差进行多次测量，他又从“10Ω1A”、“20Ω1A”两个变阻器中选择一个接入电路，当滑片置于一端时，电流表示数如图（b）所示，在滑片向另一端移动过程中，他发现两电表示数始终不变，思考后他重新连接并进行实验，将正确测得的两组实录在草稿纸上，如图（c）所示．

①实验过程中出现两电表示数始终不变的原因可能是：滑动变阻器下方的两个接线柱接入电路，使得滑动变阻器始终以最大电阻接入电路．
②小张选用的滑动变阻器规格是：20Ω1A．
③请根据图及相关信息，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	6	0.58	10.3	10.2
2	3.5	0.34	10.3
3	2.8	0.28	10

Answer 1

分析 ①移动滑片，电流表和电压表示数都不变，说明滑片的移动没有起到改变电路中电阻的作用；
②由表格数据，根据串联电路的特点，计算滑动变阻器接入电路中的最小值；
③根据在R一定是时，电流与电压成正比关系选取数据，填入表格，利用R=$\frac{U}{I}$求每次对应电阻值，进而计算平均值．

解答 ①滑动变阻器下方的两个接线柱接入电路，使得滑动变阻器始终以最大电阻接入电路
②由题可知，电源电压U=10V，待测电阻大约为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.58A}$≈10Ω；当串联接入滑动变阻器时，由b图可知，此时电路中的电流为0.2A，可得此时电路总电阻：R串=$\frac{U}{I'}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，可知变阻器接入路中的电阻：R变=R串-R-30Ω-10Ω=20Ω，故选用“20Ω1A”的滑动变阻器；
③根据电阻一定时，电流随电压的增大而增大的规律填写表格，并根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻，三次分别为R1=10.3Ω、R2=10.3Ω、R3=10Ω，
R的平均值=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{10.3Ω+10.3Ω+10Ω}{3}$=10.2Ω；
故答案为：①滑动变阻器下方的两个接线柱接入电路，使得滑动变阻器始终以最大电阻接入电路；②20Ω1A；③见表格数据．

点评 本题考查的是测定值电阻的阻值，要掌握求平均值的方法减小误差，理解电阻一定时，电流与电压成正比．