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    9．小华和小明做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、一个待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器两个（甲：“20Ω 2A”，乙：“50Ω 2A”）、电键以及导线若干．小华首先选择一个变阻器进行实验，他正确连接电路，使变阻器接入电路中的电阻最大，闭合电键时电表示数如表一中实验序号1所示．小明用另一个变阻器实验，正确连接电路且使变阻器接入电路中的电阻最大，闭合电键时电表示数如表二中实验序号1所示
    表一：小华的实验记录
    实验
    序号    		电压表示数
    （伏）    		电流表示数
    （安）
    12.00.20
    2 
    3 
    表二：小明的实验记录
    实验
    序号    		电压表示数
    （伏）    		电流表示数
    （安）
    12.00.20
    2 
    3 
    ①若小华选择的变阻器为甲（乙），他实验所用电源的电压为6V（12V）．
    ②实验中他们分别移动变阻器的滑片P到某一位置时，观察到电流表示数均如图所示．他们继续移动滑片P，发现当电压表示数最大时，电流表指针在图的位置上恰好都偏转了8格．请将他们的实验数据填写在表一、表二的实验序号2中．
    ③小华和小明都只测量了两组数据，不符合实验要求，两位同学讨论后找到了解决问题的办法．请简要说明他们的解决办法，并通过计算求出Rx的阻值10.2Ω（计算电阻时精确到0.1欧）．

    分析 ①因电路连接正确，所以电压表并联在待测电阻的两端，分小华选用甲或乙变阻器分2种情况讨论：根据欧姆定律求出变阻器连入电路中阻值最大的电压，根据串联电路电压的特点求电源电压；
    ②根据电流表可能选用的量程，正确电流表的示数；
    根据电压表达到最大值，由欧姆定律判断此时的电流最大，结合变阻器允许通过的最大电流，从而确定图中电流表的示数；
    由欧姆定律，根据两电流表示数之比确定两电流表的量程，根据电流表指针在图的位置上恰好都偏转了8格
    确定两电流表的最终示数大小；
    ③根据欧姆定律求出3次测量的电阻的大小，为提高测量的准确程度，减小误差，取3次测量的平均值作为最终的测量结果．

    解答 解：①他正确连接电路，使变阻器接入电路中的电阻最大，电压表并联在待测电阻的两端；由表中数据知，
    U1=2V，I1=0.2A；
    若小华选择的变阻器规格为20Ω 2A，则根据欧姆定律，变阻器的电压U滑=I1R滑=0.2A×20Ω=4V，
    根据串联电路电压的规律，电源电压U=U滑+U1=4V+2V=6V；
    若小华所用的变阻器的规格为50Ω 2A，变阻器电压为U滑=I1R滑=0.2A×50Ω=10V，根据串联电路电压的规律，小华用的电源电压U=10V+2V=12V；
    ②实验中他们分别移动变阻器的滑片P到某一位置时，观察到电流表示数均如图所示，
    图中电流表若选用小量程，分度值0.02A，电流表示数I=0.4A；
    若电流表选用大量程，分度值为0.1A，示数为2A；
    他们继续移动滑片P，发现当电压表示数最大时，即电压表示达到电源电压，分别为U2=6V、U3=12V；
    根据欧姆定律，通过待测电阻的电流都比原来的电流要增大，因变阻器允许通过的最大电流为2A，
    所以根据图中电流表指针读数时，两电流表的示数只能都为0.4A，
    因又电压表示数分别为U2=6V、U3=12V；根据欧姆定律，通过待测电阻的电流之比约为1：2，
    所以电压表示数为6V的电路中，电流表只能选用小量程（分度值为0.02A），
    而电压表示数为12V的电路中，电流表只能选用大量程（分度值为0.1A），
    因电流表指针在图示的位置上恰好都偏转了8格，示数都增大了8格，
    即电流表的示数分别分I2=0.4A+8×0.02A=0.56A；
    I3=0.4A+8×0.1A=1.2A；
    将数据填入表中：

    表一：小华的实验记录
    实验
    序号    		电压表示数
    （伏）    		电流表示数
    （安）
    12.00.20
    2 6.00.56
    3 
    表二：小明的实验记录
    实验
    序号    		电压表示数
    （伏）    		电流表示数
    （安）
    12.00.20
    2 12.01.20
    3 
    ③根据他们测量的三组数据，由欧姆定律，待测电阻分别为：
    R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{2.0V}{0.2A}$=10.0Ω；
    R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{6V}{0.56A}$=10.7Ω；
    R3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}=\frac{12V}{1.2A}$=10.0Ω，
    取三次测量的平均值作为测量结果，R=$\frac{{R}_{1}{+R}_{2}{+R}_{3}}{3}$=$\frac{10.0Ω+10.7Ω+10.0Ω}{3}$=10.2Ω．
    故答案为：①甲（乙）；6V（12V）；
    ②如上表所示；
    ③根据他们测量的三组数据，2V、0.2A；6V、0.56A；12V、1.2A，由欧姆定律，分别求出待测电阻的大小，取三次测量的平均值作为测量结果；
    10.2Ω．

    点评 本题用电流表、电压表测电阻，考查欧姆定律、串联电路规律的灵活运用及数据的处理的方法和分类讨论、分析推理的能力，难度较大．为压轴题．

    练习册系列答案
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