题目内容

19．小华同学做“用电流表电压表测电阻实验”，实验器材齐全且完好．
①他连接电路并将变阻器的滑片放置于一端，闭合电键，观察到电流表电压表示数如图（a）所示，接着他将滑片移动到另一端，观察到电流表示数减小到0.12安，而电压表示数则增大到6伏，由上述现象判断他的实验过程中可能存在的问题是：（1）闭合电键时滑片位于阻值最小处．（2）电压表并联在滑动变阻器两端．
②他经过分析，重新调整电路进行实验，且步骤正确．闭合电键观察到电压表的示数如图（b）所示．移动滑片到中点位置时，电流表的示数为0.2安．请帮小华完成实验数据表格的填写（电阻精确到0.1欧）．（请将数据填在答题卡上的表格中）

  物理量
实验序号		电压（V）电流（A）电阻（Ω）电阻平均值
（Ω）
10.12
20.20
3

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．
由此说明实验中存在的问题：（1）闭合电键时滑片位于变阻器最小值处；（2）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=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.12A}$=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：
UR=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=$\frac{1.5V}{0.12A}$=12.5Ω；
滑片在中点时：R2=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
滑片在最大值处时：R3=$\frac{7.5V}{0.58A}$≈12.9Ω，
所以电阻的平均值：R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{12.5Ω+12.5Ω+12.9Ω}{3}$≈12.6Ω．
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）
11.50.1212.512.6
22.50.2012.5
37.50.5812.9
故答案为：
①（1）闭合电键时滑片位于阻值最小处；（2）电压表并联在滑动变阻器两端；
②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．

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