题目内容

18．小天同学在做“用伏安法测电阻”的实验时，除了滑动变阻器的名牌不清楚之外其他实验器材齐全且完好，电源电压不变，电流表和电压表对电路的影响均忽略不计．以下是他的实验过程，请回答下列问题：

（1）小天连接了如果图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值，请指出电路连接的错误之处：电压表并联在变阻器的两端了（或滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路）（写出一种即可）
（2）更正电路之前，小天发现可以利用甲图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值；他闭合开关，读出电压表的示数为10V，电流表的示数为0.2A，则可计算出滑动变阻器的最大阻值为50Ω
（3）小天按照图乙所示电路图正确连接好电路后，为了减小实验误差，他选用了合适的量程进行了多次测量，以下是他的实验记录．第一次：当滑动变阻器的滑片位于最左端时，电压表的指针位置如图丙所示；第二次：当滑动变阻器的滑片位于某位置时，电流表的示数为0.58A，电压表的指针位置如图丁所示；第三次：当滑动变阻器的滑片位于最右端时，电流表的示数为1.1A，则Rx的平均阻值为10.4Ω（精确到0.1Ω）

分析 （1）（2）用伏安法测电阻电压表与待测电阻并联，变阻器按一下一上原则接入电路中；根据欧姆定律求滑动变阻器的最大阻值；
（3）由（2）根据欧姆定律和串联电路电压的规律求出电源电压；第2次实验和第1次比，变阻器连入电路中的电阻变小，根据分压原理电压表示数变大，据此确定电压表选用的量程，分别根据欧姆定律得出电阻值，并求平均值．

解答 解：（1）（2）甲图中，电压表并联在变阻器的两端了（或将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路），因电压表的示数为10V，电流表的示数为0.2A，则可计算出滑动变阻器的最大阻值为：
R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{10V}{0.2A}$=50Ω；
（3）在第1次实验中，电路中电流为0.2A，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，故电源电压：
U=IR滑+U表=0.2A×50Ω+2V=12V；
第2次实验和第1次比，变阻器连入电路中的电阻变小，故电压表示数变大，故丙只能选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，丁图中选用大量程，分度值为0.5V，示数为6V，
待测电阻R1=$\frac{{U}_{表}}{I}=\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
在第2次测量中，R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$$\frac{6V}{0.58A}$≈10.3Ω，；
第3次测量中，R3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{12V}{1.1}$≈10.9Ω．则Rx的平均阻值为：
$\frac{{R}_{1}{+R}_{2}{+R}_{3}}{3}$=$\frac{10Ω+10.3Ω+10.9Ω}{3}$=10.4Ω．
故答案为：（1）电压表并联在变阻器的两端了（或滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路）；（2）50；（3）10.4．

点评 本题测电阻大小，考查反常现象的分析、电阻的计算及数据的处理，最后一问根据分压原理确定电压表量程是关键．

练习册系列答案
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（1）请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整．（要求导线不交叉）
（2）由于导线中的电流可能与两端的电压和导体的电阻都有关系，所以，在本次实验中应该保持电阻不变；变阻器的作用除了保护电路外，还起到改变电路中的电流和电压的作用；
（3）连接电路时，开关应该断开，合上开关前，变阻器滑片P应该处于图中D端（选填：“C”或“D”）；
（4）某次实验电压表示数如图（乙）所示，电压为2.6V；
（5）通过实验，他得到如图（丙）所示的I-U图象，根据此图象，他初步得到实验结论：导体的电阻一定时，导体中的电流与该导体两端的电压成正比．
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（1）若小明设计电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图甲的实验电路图连接完整；
（2）本实验选择的滑动变阻器是A（选填“A”或“B”）；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，观察到电压表示数如图乙所示，根据所选正确量程，其示数为2V；
（4）为了测量小灯泡额定功率，此时应该将变阻滑的滑片P向B（选填“A”或“B”）移动．当电压达到小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为0.5W．
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