Question

9．小王同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验，所有元件均完好．
（1）他将电源、待测电阻、电流表、滑动变阻器（滑片已处于最大阻值处）、开关等串联后，将电压表并联在电路中．刚闭合开关时，观察到电流表、电压表示数如图（a）、（b）所示．当他移动变阻器的滑片时，观察到电流表示数变大、电压表示数变小．他经过思考，发现在电路连接中存在问题，他的问题是将电压表接到滑动变阻器两端了；但他从（a）、（b）所示算出了滑动变阻器最大阻值是5Ω．
（2）他重新正确连接好电路后，当他闭合开关时，观察到电压表的示数如图（c）所示．然后他移动变阻器的滑片到某个位置，记录了此时电压表、电流表的示数并填写在了表格的实验序号2中（该表格记录的是待测电阻的电压、电流和电阻）．
①请根据以上描述，在表格中把实验序号1对应的电流表的示数填写出来．他继续移动滑片，发现电流表示数最大为0.26A，请把该次待测电阻两端的电压值填写在表格的实验序号3中．

物理量 实验序号	电压 （V）	电流 （A）	电阻 （? ）
1	5.0
2	5.5	0.22	25.0
3		0.26

②请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求，用笔画线代替导线，在图2中将小王所做实验的正确实验电路补画完整．
③请把表格中对应的电阻计算出来并填写在表格中，则待测电阻的阻值应是24.4?（计算电阻时，结果保留一位小数）．
（3）该实验中多次测量电流或电压的目的与在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中多次测量电流或电压的目的是不同的．那么在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中多次测量电流或电压的目的是A
A．寻找普遍规律     B．求平均值减小实验误差        C．找不同电压下的功率值．

Answer 1

分析 （1）调节滑动变阻器时，电流表示数变大，而电压表的示数变小，说明电压表不是接在电阻的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了．根据欧姆定律算出的滑动变阻器的最大阻值；
（2）①根据电流表、电压表的量程和分度值读出的示数；根据欧姆定律算出电阻；
②根据电压表、滑动变阻器的使用规则连接电路；
③根据刚连接完后，滑动变阻器接入电路的阻值最大、电压表的测量对象以及串联电路的特点确定电源电压和第一次、第三次定值电阻的电压；然后根据欧姆定律的变形公式求出被测电阻的阻值，并求出平均值；
（3）多次测量的目的：求平均值和找普遍规律．

解答 解：（1）在移动滑动变阻器滑片时发现：电流表示数变大，电压表示数变小，说明电压表不是接在电阻的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了．
根据图（a）可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
根据图（b）可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1V；
因为刚闭合电键时，电压表与滑动变阻器并联，并且滑动变阻器接入电路阻值最大；
根据I=$\frac{U}{R}$得出，
滑动变阻器接入电路阻值最大为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.2A}$=5Ω；
（2）①当电路连接正确后，闭合电键时，此时滑动变阻器接入电路阻值仍为最大，则滑动变阻器两端电压仍为1V；电压表的示数如图（c）所示，根据（c）图指针的位置可知，量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为5V；故电源电压：U=1V+5V=6V；
当电流表示数为最大值0.26A时，定值电阻两端电压为电源电压，即6V；
所以第一次实验时，定值电阻两端电压：U₁=6V-1V=5V；通过定值电阻的电流：I₁=0.2A；
②由表知电压都大于等于5V，故电压表的量程为0-15V；滑动变阻器按照“一上一下”的原则接入电路，电路如图所示：

③三次实验被测电阻的阻值：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{5V}{0.2A}$=25Ω，
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{5.5V}{0.22A}$=25Ω，
R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{6V}{0.26A}$=23.1Ω，
电阻平均值：R=$\frac{25Ω+25Ω+23.1Ω}{3}$≈24.4Ω；如下表所示：

	电压	电流	电阻
1	5.0	0.2	25.0
2	5.5	0.22	25.0
3	6.0	0.26	23.1

（3）在此实验中多次测量的目的是求平均值减小误差；
在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中多次测量电流或电压的目的是找普遍规律．故选A．
故答案为：（1）将电压表接到滑动变阻器两端；5Ω；（2）①见上表；②见上图；③24.4；（3）A．

点评 本题考查了电压表和电流表的读数、欧姆定律的应用和滑动变阻器的使用等，关键是明白伏安法测未知电阻实验的原理以及串联电路的特点．