Question

9．小明同学在做“用电流表电压表测电阻”的实验时，实验器材齐全且完好．
①他连接电路，闭合电键S，观察到电压表、电流表示数如图（a）所示，接着他将滑片移动到另一端，观察到电压表示数为6伏，电流表示数为0.12安，请根据上述现象判断实验过程中可能存在的问题是：闭合电键时滑片位于阻值最小处（或电压表并联在滑动变阻器两端）（写出一种可能情况即可）．
②经过分析后小明调整电路重新实验，且步骤正确．闭合电键，观察到电压表的示数如图（b）所示．移动滑片P到中点位置时，电流表的示数为0.2安．请画出他调整后的实验电路图（请画在答题卡的方框内）．
③请帮小明完成实验数据表格的填写（电阻精确到0.1欧）

物理量实验序号	电压（伏）	电流（安）	电阻（欧）	电阻平均值 （欧）
1	1.5	0.12	12.5
2	2.5	0.20	12.5
3	7.5	0.58	12.9

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物理量实验序号	电压（伏）	电流（安）	电阻（欧）	电阻平均值 （欧）
1		0.12
2		0.20
3

Answer 1

分析 ①由题滑片放置于一端，闭合电键后，电压表示数为0，电流表示数很大，滑片移到另一端时电流减小，电压表有示数．由此分析存在的问题；
②电路调整后，电压表与待测电阻并联；
③由滑片在两端时电表示数情况，根据串联电路特点和欧姆定律计算出电源电压，从而得到滑片在不同位置对应被测电阻的电流与电压值，分别计算其电阻值，最后计算其平均值．

解答 解：
①由题连接电路并将变阻器的滑片放置于一端，闭合电键，观察到电流表很大，说明电路是通路，且电路中电阻很小，电压表示数为0；当滑片移到另一端时，电流减小，说明电路中电阻增大，电压表增大．由此说明实验中闭合电键时滑片位于变阻器最小值处，电压表不是测被测电阻两端电压，而是测滑动变阻器两端电压；
②正确的电路连接是将电流表和滑动变阻器串联在电路中，将电压表与被测电阻并联，如图所示：

③移动滑片到中点位置时，电流表的示数为0.2A，说明电流使用的是0-0.6A量程，
根据I=$\frac{U}{R}$，由①当滑片在滑动变阻器最小值一端时，电流表示数为I₃=0.58A，所以：
由题意知，当滑动变阻器的阻值最大时，变阻器两端的电压为6V，由②知，此时电阻两端的电压为1.5V，所以电源电压U=1.5V+6V=7.5V
当滑片在另一端即最大值端时，电流表示数I₁=0.12A，此时其两端的电压为1.5V，
滑动变阻器的最大值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{1.2A}$=50Ω，
当滑片在中点时，电流表示数I₂=0.2A，此时被测电阻两端电压：U_R=U-U_滑′=7.5V-0.2A×$\frac{1}{2}$×50Ω=2.5V，
由R=$\frac{U}{I}$得，滑片在三个不同位置被测电阻R的阻值分别为：
滑片在最小值处时：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.12A}$=12.5Ω；
滑片在中点时：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
滑片在最大值处时：R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{7.5V}{0.58A}$≈12.9Ω，所以表格如下表所示：

物理量实验序号	电压（伏）	电流（安）	电阻（欧）	电阻平均值 （欧）
1	1.5	0.12	12.5
2	2.5	0.20	12.5
3	7.5	0.58	12.9

故答案为：
①闭合电键时滑片位于阻值最小处（或电压表并联在滑动变阻器两端）；
②见上图；
③见上表．

点评 本题是测电阻的实验，考查了电路现象的分析、串联电路特点、欧姆定律的应用及数据分析等，关键是由滑片在不同位置，根据电路特点计算电源电压的大小．有一定难度．