Question

18．小王同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，所有元件均完好．他将电源（电压是1.5伏的整数倍）、待测电阻、电流表、滑动变阻器、电键等串联后，将电压表并联在电路中，他移动变阻器的滑片到某端点．刚闭合电键时，观察到电流表、电压表示数如图（a）、（b）所示．当他移动变阻器的滑片时，观察到两电表的指针向相反方向偏转．他经过思考，求出了滑动变阻器的最大阻值．他重新正确连接电路，实验步骤正确．闭合电键时，观察到电压表的示数如图（c）所示．当他移动变阻器滑片到中点位置时，记录电流表的示数在下表中．他继续移动滑片，发现电流表示数最大为0.28安．
①实验所用滑动变阻器的最大阻值为10欧；
②请根据上述他重新正确连接电路时的相关信息，将下表填写完整．（计算电阻时，精确到0.1欧）

	电压（伏）	电流（安）	电阻（欧）	电阻平均值（欧）
1
2		0.24
3		0.28

Answer 1

分析 ①调节滑动变阻器时，电流表示数变大，而电压表的示数变小，说明电压表不是接在电阻的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了．
②根据电压表、电流表的量程、分度值以及指针的位置，读出（a）、（b）、（c）三表的示数；根据刚连接完后，滑动变阻器接入电路的阻值最大、电压表的测量对象以及串联电路的特点确定电源电压和第一次、第三次定值电阻的电压；然后根据欧姆定律的变形公式求出被测电阻的阻值，并求出平均值．

解答 解：①在移动滑动变阻器滑片时发现：电流表示数变大，电压表示数变小，说明电压表不是接在电阻的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了，
根据图（a）可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A，
根据图（b）可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V，
因为刚闭合电键时，电压表与滑动变阻器并联，并且滑动变阻器接入电路阻值最大，
当电路连接正确后，闭合电键时，此时滑动变阻器接入电路阻值仍为最大，则滑动变阻器两端电压仍为2V，电流表的示数仍为0.2A，
则滑动变阻器的最大阻值为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω．
②重新正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键时，电压表的示数如图（c）所示，根据（c）图指针的位置可知，量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为4V；
故电源电压：U=4V+2V=6V；
当电流表示数为0.2A时，则待测电阻两端的电压为U₁=6V-2V=4V，
待测电阻阻值R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω；
当电流表示数为0.24A时，滑动变阻器两端的电压为U_滑=IR=0.24A×5Ω=1.2V，
则待测电阻两端的电压为U₂=6V-1.2V=4.8V，
待测电阻阻值R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4.8V}{0.24A}$=20Ω；
当电流表示数为最大值0.28A时，定值电阻两端电压为电源电压，即6V，
待测电阻的阻值：R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{6V}{0.28A}$≈21.4Ω；
电阻平均值为R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{20Ω+20Ω+21.4Ω}{3}$=20.5Ω；
如下表：

	电压 （伏）	电流 （安）	电阻（欧）	电阻的 平均值（欧）
1	4.0	0.2	20.0	20.5
2	4.8		20.0
3	6.0		21.4

故答案为：（1）10；（2）如上表．

点评 本题考查了电压表和电流表的读数、欧姆定律的应用和滑动变阻器的使用等，关键是明白伏安法测未知电阻实验的原理以及串联电路的特点．