Question

【题目】小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验，实验器材齐全完好，所用电源的电压为6伏．他先将滑片置于变阻器的一端，然后连接电路，闭合电键，在向变阻器另一端移动滑片的过程中，观察到电压表的示数从4伏逐渐变小到0伏、电流表的示数从0.2安逐渐变大到0.58安．小张经过思考后发现了实验操作中的不当之处，随后重新正确连接电路进行实验．闭合电键后，移动变阻器的滑片到某个位置时，两个电表的示数分别如图（a）、（b）所示．根据该同学实验中观察到的现象，请将有关的数据填入表格内，并求出RX的阻值．（计算电阻时，精确到0.1欧）

Answer 1

【答案】

【解析】电流表的示数从0.2安逐渐变大到0.58安，电路中的电流增大，根据欧姆定律知道，电路中的电阻减小，即变阻器从阻值最大的一端向最小的一端移动；根据分压原理，变阻器的电压减小，由观察到电压表的示数从4伏逐渐变小到0伏，由串联电路电压的规律，所以电压表并联在变阻器的两端；

根据上述分析知道，在滑动变阻器连入电路中阻值最大时，由串联电路电压的规律，待测电阻的电压U待=6V-4V=2V，电路中对应的电流为I=0.2A，待测电阻的阻值是：Rx1=U待/I＝2V/0.2A=10Ω；当变阻器连入电路中电阻为0时，待测电阻的电压为U′待=6V，电流I′=0.58A，待测电阻的大小Rx3 =U′待/I′=6V/0.58A=10.3Ω；

当移动变阻器的滑片到某个位置时，图（a）中，若电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为4.5V；若选用小量程，分度值为0.1V，示数为0.9V；图（b）中，若电流表选用大量程，分度值为0.1A，示数为2.2A；若选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.44A；因当变阻器连入电路中的电阻为0时，此时电路的总电阻最小，根据欧姆定律，电路中的电流最大电流为0.58A，所以，闭合电键后，移动变阻器的滑片到某个位置时，电流表的示数只能小于0.58A，故此时电流表示数为I″待 =0.44A；

因第1次实验操作中，当变阻器连入电路中的电阻最大时，待测电阻的电压为2V，当移动变阻器的滑片到某个位置时，根据分压原理，变阻器的电压减小，由串联电路电压的规律，待测电阻的电压增大，所以电压表示数只能大于2V，应为U″待 =4.5V，此时的待测电阻Rx3 =U″待/I″待=4.5V/0.44A=10.2Ω；

为提高测量的准确程度，将三次测量的平均值作为最后的测量结果：

Rx =10.0Ω+10.3Ω+10.2Ω/3=10.2Ω，将有关数据填入下表中