Question

小明同學(xué)利用電壓表和電流表測定待測電阻R_x的阻值，他按下面正確的步驟進(jìn)行實驗：
設(shè)計實驗：小明根據(jù)伏安法測電阻的原理設(shè)計了正確的電路圖．
實驗器材：
電源（電壓保持不變）、滑動變阻器（銘牌上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣）、電流表、電壓表、待測電阻R_x、開關(guān)、導(dǎo)線若干．
進(jìn)行實驗與收集處理數(shù)據(jù)：
（1）如圖是他實驗時的電路，但連接不完整，請你幫他完成電路的連接 （要求滑片向右移，電壓表示數(shù)變大）．
（2）在連接實物電路時，閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器的滑片位置調(diào)到

C

（填寫“C”或“D”）端．
（3）閉合開關(guān)S，觀察到電壓表和電流表示數(shù)分別為1.7V和0.14A．繼續(xù)實驗又測得兩組數(shù)據(jù)，記錄表格中． 則該同學(xué)所用電源電壓為

4.5

V．
（4）實驗中測出電阻R_x的阻值為

12.3

Ω．

實驗次數(shù)	電壓/V	電流/A	電阻/Ω
1	1.7	0.14	12.1
2	2.2	0.18	12.2
3	2.5	0.20	12.5

（5）該同學(xué)設(shè)想進(jìn)行第4次實驗：調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，事實上實驗沒有做成功，其主要原因是

滑動變阻器的最大阻值偏小

．

Answer 1

分析：（1）滑動變阻器與電流連接不完整；要求滑片向右移，電壓表示數(shù)變大，由電路圖知應(yīng)用滑動變阻器的b接線柱．
（2）連接實物電路時，閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器的滑片移到阻值最大位置處．
（3）已知電路電流I，待測電阻兩端的電壓U_RX，由U=IR可求出滑動變阻器兩端的電壓U_滑，則電源電壓U=U_RX+U_滑．
（4）求出3個測量值的平均值，即待測電阻的阻值．
（5）已知電壓表示數(shù)，由歐姆定律求出電路電流I；由串聯(lián)電路的特點求出滑動變阻器兩端的電壓U_滑，由歐姆定律求出此時滑動變阻器的阻值，看滑動變阻器能不能滿足實驗要求；得出結(jié)論．

解答：解：（1）用線把滑動變阻器的b接線柱與電流表0.6A接線柱相連，電路圖如圖示．
（2）滑動變阻器阻值應(yīng)最大，由電路圖知：滑片應(yīng)放在C處．
（3）閉合開關(guān)S，滑動變阻器阻值R_滑=20Ω，此時，電路電流I=0.14A，待測電阻電壓U_RX=1.7V，由歐姆定律得，滑動變阻器兩端電壓U_滑=IR_滑=0.14A×20Ω=2.8V，電源電壓U=U_RX+U_滑=1.7V+2.8V=4.5V．
（4）待測電阻R_x的阻值R_x=

12.1Ω+12.2Ω+12.5Ω

3

≈12.3Ω．
（5）電壓表的示數(shù)為U_RX=1.5VH時，滑動變阻器電壓U_滑=U-U_RX=4.5V-1.5V=3V，電路電流I=

URX

RX

=

1.5V

12.3Ω

≈0.12A，
此時滑動變阻器阻值R_滑=

U滑

I

=

3V

0.12A

=25Ω，而滑動變阻器最大阻值為20Ω，不能滿足實驗要求，即滑動變阻器阻值太小．
故答案為：（1）電路圖如圖示；（2）C；（3）4.5；（4）12.3；（5）滑動變阻器的最大阻值偏小．

點評：應(yīng)理清求電源電壓的思路：①由題意知滑動變阻器阻值R_滑；②由題意知待測電阻電壓U_RX；③由題意知電路電流I；
④由歐姆定律求出滑動變阻器電壓U_滑；⑤電源電壓U=U_滑+U_RX．