Question

8．小明在做“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)，電源電壓保持不變，所用滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“10Ω 1A”字樣，實(shí)驗(yàn)時(shí)小明按照如圖甲正確連接電路．
（1）在閉合開關(guān)S前，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于滑動(dòng)變阻器的最右端（選填“左”或“右”），閉合開關(guān)S后，電流表出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是：電流表正負(fù)接線柱接反了．
（2）正確連接電路后閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)為2.3V，向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P一段距離，在這過程中發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化范圍為0.22A∽0.44A，則電源電壓為4.5V．
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P移到某一位置時(shí)，觀察到電壓表示數(shù)為3.5V，電流表示數(shù)為0.36A，此時(shí)滑片在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)位置左側(cè)（選填“左”或“右”）
（4）通過上述數(shù)據(jù)，小明測(cè)出了R_x的阻值．

Answer 1

分析 （1）為了保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最大阻值處；儀表指針反偏，說明正負(fù)接線柱接反了；
（2）正確連接電路后閉合開關(guān)，滑動(dòng)變阻器在阻值最大處，根據(jù)U=IR計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的電壓，滑動(dòng)變阻器的電壓加電壓表的示數(shù)就為電源電壓．
（3）根據(jù)電壓表和電流表的示數(shù)以及串聯(lián)電路的特點(diǎn)，算出滑動(dòng)變阻器的電阻，然后確定滑片的位置；
（4）根據(jù)R=$\frac{U}{I}$算出電阻，求平均電阻．

解答 解：
（1）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最大阻值處，故應(yīng)將滑片置于最右端；
閉合開關(guān)S后，根據(jù)圖乙可知，電流表指針反向偏轉(zhuǎn)，所以電流表的正負(fù)接線柱接反了；
（2）正確連接電路后閉合開關(guān)，此時(shí)變阻器接入電路的阻值最大為10Ω，電壓表的示數(shù)為2.3V（即R_x兩端的電壓）；
而向左移動(dòng)滑片P一段距離（沒有移到最左端），電流表的示數(shù)變化范圍為0.22A～0.44A，說明滑片位于最右端（阻值最大）時(shí)，電路的電流為0.22A；
故電源電壓為：U=U_x+U_滑=U_x+IR_滑大=2.3V+0.22A×10Ω=4.5V；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.5V，則滑動(dòng)變阻器的電壓為U_滑=U-U_x=4.5V-3.5V=1V，則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1V}{0.36A}$=2.78Ω＜$\frac{1}{2}$×10Ω=5Ω，故滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值小于變阻器最大阻值的一半，即該位置在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)位置的左端；
（4）第1次測(cè)量時(shí)，待測(cè)電阻的阻值為：R_x1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.3V}{0.22A}$≈10.45Ω；
第2次測(cè)量時(shí)，待測(cè)電阻的阻值為：R_x2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3.5V}{0.36A}$=9.72Ω，
則R_x=$\frac{{R}_{x1}+{R}_{x2}}{2}$=$\frac{10.45Ω+9.72Ω}{2}$=10.1Ω．
故答案為：
（1）右；電流表正負(fù)接線柱接反了；（2）4.5；（3）左．（4）小明測(cè)出的R_x阻值為10.1Ω．

點(diǎn)評(píng) 此題是“用電流表、電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)變阻器的連接、故障分析，同時(shí)還考查了電阻的計(jì)算和歐姆定律的應(yīng)用，要熟練掌握歐姆定律的基本公式，并能熟練進(jìn)行變形．