题目内容
18．
某同学用电压表和电流表测量未知的阻值，现有一个由三节新干电池串联而成的电源、一个滑动变阻器、一个电流表、一个电压表（只有小量程挡完好）、一个电键和若干导线．该同学经思考后进行实验，当他闭合电键时，电流表的示数为0.14安，电压表的示数为2.8伏．然后他移动滑片P，发现两电表的示数如图所示．之后他又进行了第三次实验，测得最大电流为0.36安，并已在实验数据记录表中正确填入．| 物理量 实验次数 | Rx两端电压（V） | Rx通过的电流（A） | Rx的电阻（Ω） | Rx的平均值（Ω） |
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 | 0.36 |
（2）该同学所用滑动变阻器的最大阻值为20欧；
（3）将实验数据记录表填完整．（计算电阻时，精确到0.1欧）
分析 （1）根据一节干电池的电压为1.5V可知三节新干电池串联而成的电源电压，利用第三次实验时，测得最大电流可判断电压表应与滑动变阻器并联，进而画出实验电路图；
（2）根据第一次实验和电路图可知滑动变阻器的最大电压和电路中的电流，然后利用欧姆定律的变形公式求出该同学所用滑动变阻器的最大阻值；
（3）根据串联电路的电压和电流特点分别得出三次Rx两端电压及Rx通过的电流，然后利用欧姆定律的变形公式求出三次实验Rx的电阻，再求平均值即可．
解答 解：（1）一节干电池的电压为1.5V，则三节新干电池串联而成的电源电压U=3×1.5V=4.5V，
当他进行第三次实验时，测得最大电流为0.36A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，
其两端的电压为0，则Rx两端电压Ux=4.5V＞3V，而电压表（只有小量程挡完好），
故电压表不能并联在Rx的两端，应把电压表并联在滑动变阻器的两端，
从电源正极依次串联电流表、未知电阻、滑动变阻器以及开关，最后将电压表并联在滑动变阻器两端，如下图所示：
（2）当他闭合电键时，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，
即电流I1=0.14A，滑动变阻器两端的电压U滑=2.8V，
由I=$\frac{U}{R}$得，则该同学所用滑动变阻器的最大阻值：
R滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.8V}{0.14A}$=20Ω．
（3）第一次实验时，Rx两端电压：
Ux1=U-U滑=4.5V-2.8V=1.7V，
由I=$\frac{U}{R}$得，则未知电阻Rx的阻值：
Rx1=$\frac{{U}_{x1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.7V}{0.14A}$≈12.1Ω；
第二次实验时，由题意可知，
电流表选择的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，
则通过Rx的电流I2=0.32A，
电压表选择的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为0.5V，
则Rx两端电压：
Ux2=U-U滑′=4.5V-0.5V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$得，则未知电阻Rx的阻值：
Rx2=$\frac{{U}_{x2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4V}{0.32A}$=12.5Ω；
第三次实验时，测得最大电流I3=0.36A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，
其两端的电压为0，则Rx两端电压Ux3=4.5V，
由I=$\frac{U}{R}$得，则未知电阻Rx的阻值：
Rx3=$\frac{{U}_{x3}}{{I}_{3}}$=$\frac{4.5V}{0.36A}$=12.5Ω；
则未知 Rx的平均值：
Rx=$\frac{{R}_{x1}+{R}_{x2}{+R}_{x3}}{3}$=$\frac{12.1Ω+12.5Ω+12.5Ω}{3}$≈12.4Ω．
实验数据记录表格如下：
| 物理量 实验次数 | Rx两端电压（V） | Rx通过的电流（A） | Rx的电阻（Ω） | Rx的平均值（Ω） |
| 1 | 1.7 | 0.14 | 12.1 | 12.4 |
| 2 | 0.5 | 0.32 | 12.5 | |
| 3 | 4.5 | 0.36 | 12.5 |
（2）20；
（3）见上表格．
点评 本题是一道测未知电阻阻值的实验题，关键是会根据电源的电压和题目中的信息确定电压表的并联位置，熟练运用串联电路电流、电压特点及欧姆定律即可正确解题，有一定的难度．
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案| A． | 两个小灯泡串联时的总电阻为40Ω | |
| B． | 通过两个小灯泡电流的最大值为0.5A | |
| C． | 加在两个小灯泡两端电压的最大值为9.6V | |
| D． | 两个小灯泡总功率的最大值为8W |
甲乙丙三位同学组成的某小组用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个．（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．
（2）甲同学将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是定值电阻R1断路；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为0.36A；
（3）他们将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数U=1.8V不变，应将滑动变阻器的滑片P向A （选填“A”或“B”）移动，记录此时电流表的示数；
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复（3）中的有关步骤：
| 实验次数 | 定值电阻（Ω） | 电流表示数（A） |
| 1 | 5 | 0.36 |
| 2 | 10 | 0.18 |
| 3 | 20 | 0.09 |
（6）上述三次实验结束后，丙同学提出换用50Ω的定值电阻进行实验从而多采集一次数据以增强说服力，你认为是否可行？答不可行，理由是滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8V．（需要有必要的计算结果说明）
（1）如图甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；
（2）小明正确、规范完成连接后，闭合开关，将滑动变阻器滑片从一端调节到另一端，并得到多组电流、电压值（如表格），当电流表示数为0.5A时电压表示数如图乙所示，其值为2.5V．根据表格数据分析可得出结论：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 | |
| 电流I/A | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
（4）小明将原电路中滑动变阻器换成标有“20Ω 2A”另一滑动变阻器，继续探究电流与电阻关系，实验中始终保持电压表示数为2V，则所选用的定值电阻阻值不能超过40Ω；
（5）将图甲电路中定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，进行多次实验后画出了灯泡的U-I图象如图丙所示，则该灯泡的额定功率为0.625W；若把这样的两只相同的灯泡串联起来接到电压为3V的电源两端，则两灯消耗的总功率为0.6W．
如图所示，小明使一根铜导线在铅笔芯上移动，发现小灯泡的亮度会改变，说明导体的电阻与导体的长度有关，除此之外，导体的电阻还与横截面积、材料有关（不考虑温度的影响），实验前他应把滑动端的金属夹首先夹在铅笔芯的B端（填“A”或“B”）．