Question

7．诗诗和三莹同学在做“伏安法测电阻”的实验中，看到各自实验桌上有完全相同的实验器材：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表各一只、开关一个、标有“？Ω 2A”的待测定值电阻R_X一只（大约10Ω左右）、三只滑动变阻器（①“10Ω 2A”②“15Ω 1.5A”③“50Ω 1A”）、导线若干．

电压/V	2.9	2.1	1.7
电流/A	0.16	0.24	0.27
电阻/Ω

（1）请你帮诗诗把图示中的实物电路连接完整．
（2）三莹同学连接好电路，闭合开关后，通过调节滑动变阻器，测得一组数据（如表）并算出定值电阻的阻值．三莹同学认为同一电阻的电阻值不可能相差这么大，请你帮她分析一下，其错误的原因是电压表测的是滑动变阻器的电压．
（3）找出了原因后，三莹同学准备重新进行实验，一旁的诗诗认为不必要重新实验，利用表格中的实验数据，就可以得出待测电阻的阻值R_X=10.1Ω（小数点后保留一位小数）．
（4）三莹同学在实验中选择的滑动变阻器的规格应为③（填序号）．

Answer 1

分析 （1）本实验中，电流表、定值电阻、滑动变阻器应串联入电路，滑动变阻器一上一下，根据表格中数据可知电流表量程；
（2）由表格数据中电流与电压关系分析判断原因；
（3）根据串联电路特点和欧姆定律计算测电阻的阻值；
（4）根据第一次实验数据计算变阻器规格．

解答 解：
（1）伏安法测电阻的实验中，电流表、定值电阻、滑动变阻器应串联入电路，滑动变阻器一上一下，由表格通过定值电阻电流可知电流表应使用0-0.6A量程，如图所示：
；
（2）分析表中数据可知：电阻越大电压越高，电流越小，电阻说明是变化的，故可判断电压表测的是滑动变阻器的电压；
（3）根据表格数据，
第一次实验R_x1=$\frac{U-{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4.5V-2.9V}{0.16A}$=10Ω，
第二次实验R_x2=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4.5V-2.1V}{0.24A}$=10Ω，
第三次实验R_x3=$\frac{U-{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{4.5V-1.7V}{0.27A}$≈10.4Ω，
所以待测电阻的阻值R_X=$\frac{{R}_{x1}+{R}_{x2}+{R}_{x3}}{3}$=$\frac{10Ω+10Ω+10.4Ω}{3}$≈10.1Ω；
（4）根据串联电路的分压原理，滑动变阻器连入阻值越大，其两端电压越大，由表格第一次数据，
R_滑=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.9V}{0.16A}$=18.125Ω，
所以实验中选择“50Ω 1A”的滑动变阻器．
故答案为：
（1）见上图；（2）电压表测的是滑动变阻器的电压；（3）10.1；（4）③．

点评 此题是用伏安法测电阻的实验，考查了电路连接，变阻器的选择及欧姆定律的应用．要注意为了减小测量中的误差应取多次测量的平均值．