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8.小明在做“伏安法测电阻”的实验,电源电压保持不变,所用滑动变阻器上标有“10Ω 1A”字样,实验时小明按照如图甲正确连接电路.
(1)在闭合开关S前,他应将滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的最右端(选填“左”或“右”),闭合开关S后,电流表出现如图所示现象,出现这一现象的原因是:电流表正负接线柱接反了.
(2)正确连接电路后闭合开关,电压表示数为2.3V,向左移动滑动变阻器的滑片P一段距离,在这过程中发现电流表示数变化范围为0.22A∽0.44A,则电源电压为4.5V.
(3)当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,观察到电压表示数为3.5V,电流表示数为0.36A,此时滑片在滑动变阻器中点位置左侧(选填“左”或“右”)
(4)通过上述数据,小明测出了Rx的阻值.

分析 (1)为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处;仪表指针反偏,说明正负接线柱接反了;
(2)正确连接电路后闭合开关,滑动变阻器在阻值最大处,根据U=IR计算出滑动变阻器的电压,滑动变阻器的电压加电压表的示数就为电源电压.
(3)根据电压表和电流表的示数以及串联电路的特点,算出滑动变阻器的电阻,然后确定滑片的位置;
(4)根据R=$\frac{U}{I}$算出电阻,求平均电阻.

解答 解:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处,故应将滑片置于最右端;
闭合开关S后,根据图乙可知,电流表指针反向偏转,所以电流表的正负接线柱接反了;
(2)正确连接电路后闭合开关,此时变阻器接入电路的阻值最大为10Ω,电压表的示数为2.3V(即Rx两端的电压);
而向左移动滑片P一段距离(没有移到最左端),电流表的示数变化范围为0.22A~0.44A,说明滑片位于最右端(阻值最大)时,电路的电流为0.22A;
故电源电压为:U=Ux+U=Ux+IR滑大=2.3V+0.22A×10Ω=4.5V;
(3)当电压表的示数为3.5V,则滑动变阻器的电压为U=U-Ux=4.5V-3.5V=1V,则滑动变阻器接入电路的电阻为:R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1V}{0.36A}$=2.78Ω<$\frac{1}{2}$×10Ω=5Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值小于变阻器最大阻值的一半,即该位置在滑动变阻器中点位置的左端;
(4)第1次测量时,待测电阻的阻值为:Rx1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.3V}{0.22A}$≈10.45Ω;
第2次测量时,待测电阻的阻值为:Rx2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3.5V}{0.36A}$=9.72Ω,
则Rx=$\frac{{R}_{x1}+{R}_{x2}}{2}$=$\frac{10.45Ω+9.72Ω}{2}$=10.1Ω.
故答案为:
(1)右;电流表正负接线柱接反了;(2)4.5;(3)左.(4)小明测出的Rx阻值为10.1Ω.

点评 此题是“用电流表、电压表测电阻”的实验,考查了滑动变阻器的连接、故障分析,同时还考查了电阻的计算和欧姆定律的应用,要熟练掌握欧姆定律的基本公式,并能熟练进行变形.

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位置ABC
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