Question

某同学做“用电压表和电流表测电阻”实验，请完成下列要求．
（1）在图中，将电路元件用笔线代替导线连成一个测电阻的电路．

（2）根据你的连线，在闭合电键前，将滑动变阻器的滑片移到最______端（选填“左”或“右”）．
（3）实验原理是______．
（4）实验中多次移动滑片位置，目的是______．
（5）实验所用变阻器标有“20欧 1安”字样，电源电压保持不变，所有元件均完好．该同学实验步骤正确，闭合电键S，观察到电压表、电流表示数如图所示．他移动滑片P到某位置，观察到电压表、电流表示数分别为2伏、0.24安．接着他继续移动滑片到端点时，观察到电流表示数为0.56安．
（a）请在表格中补上实验有关项目；
（b）根据该同学的实验器材及观察到的现象将有关数据填入表格内，并求出R_x的阻值．（计算电阻时，精确到0.1欧）

物理量 实验序号

Answer 1

【答案】分析：（1）伏安法测电阻，电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测电阻组成串联电路，电压表并联在待测电阻两端，据此连接实物电路图，连接电路图时，注意电表正负接线柱不要接反．
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应调到阻值最大处，根据电路图确定滑片的位置．
（3）伏安法测电阻的原理是欧姆定律．
（4）为减小实验误差应进行多次测量求平均值．
（5）（a）表格应包括电压、电流、电阻、电阻的平均值等项目；
（b）根据题意确定电表量程，由图示电表读出电表示数，将数据填入表格，然后由欧姆定律求出电阻值，最后求出电阻的平均值．
解答：解：（1）伏安法测电阻的电路图如图所示．
（2）由电路图可知，闭合开关前，滑片应置于右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（3）∵I=，∴R=，
伏安法测电阻的原理是：欧姆定律，即：R=．
（4）实验中药进行多次测量求平均值，减小实验误差．
（5）（a）表格应包括：电压、电流、电阻、电阻的平均值，如下表所示．
（b）①由题意知，电路最大电流是0.56A，电流表量程是0～0.6A，由图示电流表可知，电流表分度值是0.02A，电流表示数是0.16A；②由题意可知，电压表量程是0～15V，由图示电压表可知，电压表分度值是0.1V，电压表读数是1.3V；把已知实验数据填入实验数据记录表，如下表所示；③∵I=，∴U=IR，刚闭合开关时，滑动变阻器阻值全部接入电路，电源电压U=U₁+I₁R_滑=1.3V+0.16A×20Ω=4.5V；当滑片移动到另一端时，滑动变阻器接入电路阻值为零，只有待测电阻接入电源两端，待测电阻电压等于电源电压，即；电流为0.56A时的电压是4.5V；④∵I=，
∴电阻R₁==≈8.1Ω，R₂==≈8.3Ω，R₃==≈8.0Ω，
电阻R_X==≈8.1Ω，如下表所示．

物理量 实验序号	电压（伏）	电流（安）	电阻（欧）	电阻平均值（欧）
1	1.3	0.16	8.1	8.1
2	2	0.24	8.3
3	4.5	0.56	8.0

故答案为：（1）电路图如图所示；（2）右；（3）R=；
（4）多次测量求平均值，减小实验误差；（5）如上表所示．
点评：本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、实验原理、实验进行多次测量的目的、电表读数、设计实验数据记录表格、求电阻等问题；知道伏安法测电阻的原理是正确连接电路图的前提与关键，连接电路图时，要注意电表量程的选择，注意电表正负接线柱不要接反；对电表读数时，要先确定电表量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．