题目内容

【题目】小明同学利用电压表和电流表测定待测电阻Rx的阻值,他按下面正确的步骤进行实验:

(设计实验)小明根据伏安法测电阻的原理设计了正确的电路图.

(实验器材)

电源(电压保持不变)、滑动变阻器(铭牌上标有“20Ω 2A” 字样)、电流表、电压表、待测电阻Rx、开关、导线若干.

(1)如图是他实验时的电路,但连接不完整,请你帮他完成电路的连接 (要求:滑片向右移,电压表示数变大).

(______)

(2)在连接实物电路时,闭合开关前应把滑动变阻器的滑片位置调到_________(选填“C”或“D”)端.

(3)闭合开关S,观察到电压表和电流表示数分别为1.7V和0.14A。继续实验又测得两组数据,记录表格中。 则该同学所用电源电压为_________V.

(4)实验中测出电阻Rx的阻值为_________Ω.(结果保留一位小数)

实验次数

电压/V

电流/A

电阻/Ω

1

1.7

0.14

12.1

2

2.2

0.18

12.2

3

2.5

0.20

12.5

(5) 该同学设想进行第4次实验:调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V,事实上实验没有做成功,其主要原因是_________.

【答案】见解析所示 C 4.5 12.3 滑动变阻器的最大阻值偏小

【解析】

(1)根据表格中电流大小可知,电流表应选用小量程与电阻串联;要求滑片向右移,电压表示数变大,则电流变大,故变阻器接入电路的电阻变小,则滑片P以右的电阻丝连入电路中,如下图所示:

(2)在连接实物电路时,闭合开关前应把滑动变阻器的滑片位置调到阻值最大处的C端。

(3)闭合开关S前,变阻器的最大电阻20Ω连入电路中;闭合开关S,观察到电压表和电流表示数分别为1.7V和0.14A;根据欧姆定律和串联电路的规律可得,电源电压:;

(4)为减小误差,将三次测量的平均值作为测量结果,实验中电阻Rx的阻值为:

(5)若电阻两端的电压为UV=1.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据串联分压原理,当接入12.3Ω的电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:,而变阻器的最大电阻为20Ω,所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V,事实上实验没有做成功,其主要原因是滑动变阻器的最大阻值偏小。

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