题目内容

13．某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，实验器材齐全且完好，电源电压保持不变．他正确串联实验器材，然后将电压表并联在电路中，闭合电键后，电压表的示数为6伏，电流表的示数为0.12安，接着移动变阻器的滑片，观察到电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数始终不变．经思考，该同学重新正确连接电路，操作步骤正确，闭合电键后，发现两电表指针所在位置与前次实验时一致．移动变阻器的滑片，当滑片位于滑动变阻器中点位置时，电流表的示数为0.20安．继续移动变阻器的滑片到某位置时，电压表与电流表的示数如图所示．请根据该同学实验过程中观察到的现象，完成空格处的内容．
①电源电压为5伏．
②滑动变阻器的最大阻值为40欧．
③填写实验表格
实验序号电压Ux（伏）电流Ix（安）电阻Rx（欧）电阻Rx平均值（欧）
1
20.20
3

分析 （1）根据实验中移动变阻器的滑片，观察到电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数始终不变，这一现象分析原因从而得到电源电压；
（2）由前次实验与重新正确连接电路，操作步骤正确，闭合开关两表示数相同；滑片在中点时的电流，根据串联电路特点和欧姆定律计算滑动变阻器的最大值；
（3）由串联电路特点和欧姆定律计算前两次实验被测电阻两端电压，由图读出第三次实验中电表示数，将实验数据填入表格，由R=$\frac{U}{I}$分别计算三次Rx的阻值，最后计算其平均值．

解答 解：
①实验器材齐全且完好，电源电压保持不变．正确串联实验器材，然后将电压表并联在电路中，移动滑片出现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数始终不变．由此说明电路没有断路或断路出现，所以原因是电压表测的是电源电压，由此可知电源电压为6V；
②重新正确连接电路，操作步骤正确，闭合开关两表示数与前次实验相同，此时滑动变阻器的滑片应在最大值处，
由串联电路特点和欧姆定律可得：U=I1（Rx+R滑）
即：6V=0.12A×（Rx+R滑）…①
由同理当滑片在中点时有：
6V=0.20A×（Rx+$\frac{1}{2}$R滑）…②
解①②可得：R滑=40Ω；
③第一次实验电路中电流I1=0.12A，
此时Rx两端电压：Ux1=U-U滑1=6V-0.12A×40Ω=1.2V，
此时Rx1=$\frac{{U}_{x1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.2V}{0.12A}$=10.0Ω；
第二次实验滑片在中点，电路中电流I2=0.2A，
此时Rx两端电压：Ux2=U-U滑2=6V-0.20A×$\frac{1}{2}×$40Ω=2.0V，
此时Rx2=$\frac{{U}_{x2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.0V}{0.2A}$=10.0Ω；
由图第三次实验中，电压表使用0-3V量程，分度值0.1V，读数为2.8V；电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，读数为0.28A，
此时Rx3=$\frac{{U}_{x3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.8V}{0.28A}$=10.0Ω；
所以三次测量的平均值：
Rx=$\frac{{R}_{x1}+{R}_{x2}+{R}_{x3}}{3}$=$\frac{10.0Ω+10.0Ω+10.0Ω}{3}$=10.0Ω．

实验序号电压Ux（伏）电流Ix（安）电阻Rx（欧）电阻Rx平均值（欧）
11.20.1210.010.0
22.00.2010.0
32.80.2810.0
故答案为：（1）6；（3）40；（3）表格见上表．

点评 本题是测电阻的实验，考查了串联电路特点和欧姆定律公式的应用，正确理解题意，求出电源电压和滑动变阻器的最大值是关键．

练习册系列答案
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B．$\frac{p_1^3ρ_乙^2+p_2^3ρ_甲^2}{{{p_1}^2ρ_甲^2}}$
C．$\frac{p_1^3ρ_甲^2+p_2^3ρ_乙^2}{p_1^2ρ_乙^2}$
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通过阅读上述材料回答下列问题：
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