Question

【题目】小明在做“用电流表、电压表测电阻”的实验，实验器材齐全且完好，电源电压不高于6伏．他正确连接实验器材，实验步骤正确，闭合电键后，观察到电压表恰好满刻度．经过思考后，为了精确读数，他断开电键，适当调整电路，闭合电键后，在移动变阻器滑片P的过程中，观察到电压表示数的最大值为1.5伏，电流表示数的变化范围为0.30安一0.44安．当变阻器滑片P移到a点时，观察到电压表、电流表示数如图所示
① 如图所示，小明调整后的电路中有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上；
②实验中的电源电压为伏，滑动变阻器的最大电阻值为欧；
③经计算可知，a点在滑动变阻器中点位置的侧（选填“左”或“右”）；
④通过实验测得电阻平均值为Ω．（②、③、④题写出计算过程，电阻平均值精确到0.1欧）

Answer 1

【答案】；4.5；5；右；10.2
【解析】解：①在第1次实验操作中，他正确连接实验器材，说明滑动变阻器连入电路中的电阻最大，且电压表并联在待测电阻的两端，实验步骤正确，闭合电键后，观察到电压表恰好满刻度，因电源电压不高于6伏．所以此时电压表选用的是0﹣3V的量程，即待测电阻的电压为3V； 在第2次实验操作中，他断开电键，适当调整电路，闭合电键后，在移动变阻器滑片P的过程中，观察到电压表示数的最大值为1.5伏，由第1次实验操作知，此时电压表一定没有接在定值电阻的两端，也不可能接在电源的两端，只能并联在变阻器的两端，实物图的连接如下图所示：

②因此时变阻器的电压最大U滑1=1.5V，根据分压原理，变阻器的全部电阻连入了电路中，
对比第1次实验操作，因电源电压保持不变，
此时定值电阻的电压为3V，根据串联电路电压的规律，
电源电压U=3V+1.5V=4.5V；此时因电路的总电阻最大，
根据欧姆定律，所以对应的电流最小，
I1=0.3A，变阻器的最大阻值R滑= = =5Ω；
③当变阻器滑片P移到a点时，观察到电压表、电流表示数如图所示，
因电表均选用小量程，电压表分度值为0.1V，示数为U滑2=1.2V；
电流表分度值为0.02A，示数为I2=0.32A，
根据串联电压的电压规律，待测电阻的电压U2=4.5V﹣1.2V=3.3V，
根据欧姆定律，待测电阻R2= =10.3Ω…Ⅰ；
根据欧姆定律，电路的总电阻R总= ≈14.1Ω，
由串联电阻的规律，变阻器连入电路中的电阻大小约为R′滑=14.1Ω﹣10.3Ω=3.8Ω，
因变阻器的最大阻值为5Ω，故a点在滑动变阻器中点位置的右侧；
④在②中，待测电阻的电压为U1=3V，通过的电流I1=0.3A，
根据欧姆定律，待测电阻的大小R1= =10.0Ω…Ⅱ；
根据电流表示数的变化范围为0.30安一0.44安，
可知当变阻器连入电路中的电阻为0时，电流表示数最大为为I3=0.44A，
此时待测电阻的电压为电源电压U3=U=4.5V，待测电阻R3= = =10.2Ω…Ⅲ，
由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ式，测得电阻平均值为R待测= = ≈10.2Ω．
所以答案是：①实物图如上图所示；
②4.5；5；
③10.2．
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识，掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．