Question

19．小華同學做“用電流表電壓表測電阻實驗”，實驗器材齊全且完好．
①他連接電路并將變阻器的滑片放置于一端，閉合電鍵，觀察到電流表電壓表示數(shù)如圖（a）所示，接著他將滑片移動到另一端，觀察到電流表示數(shù)減小到0.12安，而電壓表示數(shù)則增大到6伏，由上述現(xiàn)象判斷他的實驗過程中可能存在的問題是：（1）閉合電鍵時滑片位于阻值最小處．（2）電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端．
②他經(jīng)過分析，重新調整電路進行實驗，且步驟正確．閉合電鍵觀察到電壓表的示數(shù)如圖（b）所示．移動滑片到中點位置時，電流表的示數(shù)為0.2安．請幫小華完成實驗數(shù)據(jù)表格的填寫（電阻精確到0.1歐）．（請將數(shù)據(jù)填在答題卡上的表格中）

物理量 實驗序號	電壓（V）	電流（A）	電阻（Ω）	電阻平均值 （Ω）
1		0.12
2		0.20
3

Answer 1

分析 ①由題滑片放置于一端，閉合電鍵后，電壓表示數(shù)為0，電流表示數(shù)很大，滑片移到另一端時電流減小，電壓表有示數(shù)．由此分析存在的問題；
②由滑片在兩端時電表示數(shù)情況，根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算出電源電壓，從而得到滑片在不同位置對應被測電阻的電流與電壓值，分別計算其電阻值，最后計算其平均值．

解答 解：
①由題連接電路并將變阻器的滑片放置于一端，閉合電鍵，觀察到電流表很大，說明電路是通路，且電路中電阻很小，電壓表示數(shù)為0；
當滑片移到另一端時，電流減小，說明電路中電阻增大，電壓表增大．
由此說明實驗中存在的問題：（1）閉合電鍵時滑片位于變阻器最小值處；（2）電壓表不是測被測電阻兩端電壓，而是測滑動變阻器兩端電壓；
②移動滑片到中點位置時，電流表的示數(shù)為0.2A，說明電流使用的是0-0.6A量程，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$，由①當滑片在滑動變阻器最小值一端時，電流表示數(shù)為I₃=0.58A，所以：
由題意知，當滑動變阻器的阻值最大時，變阻器兩端的電壓為6V，由②知，此時電阻兩端的電壓為1.5V，所以電源電壓U=1.5V+6V=7.5V
當滑片在另一端即最大值端時，電流表示數(shù)I₁=0.12A，此時其兩端的電壓為1.5V，
滑動變阻器的最大值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.12A}$=50Ω，
當滑片在中點時，電流表示數(shù)I₂=0.2A，
此時被測電阻兩端電壓：
U_R=U-U_滑′=7.5V-0.2A×$\frac{1}{2}$×50Ω=2.5V，
由R=$\frac{U}{I}$得，滑片在三個不同位置被測電阻R的阻值分別為：
滑片在最小值處時：R₁=$\frac{1.5V}{0.12A}$=12.5Ω；
滑片在中點時：R₂=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
滑片在最大值處時：R₃=$\frac{7.5V}{0.58A}$≈12.9Ω，
所以電阻的平均值：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 實驗序號	電壓（伏）	電流（安）	電阻（歐）	電阻平均值 （歐）
1	1.5	0.12	12.5	12.6
2	2.5	0.20	12.5
3	7.5	0.58	12.9

故答案為：
①（1）閉合電鍵時滑片位于阻值最小處；（2）電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端；
②見上表．

點評 本題是測電阻的實驗，考查了電路現(xiàn)象的分析、串聯(lián)電路特點、歐姆定律的應用及數(shù)據(jù)分析等，關鍵是由滑片在不同位置，根據(jù)電路特點計算電源電壓的大�。�有一定難度．