Question

10．小林用电源、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω  1A”字样）、电键、导线等器材来测定电阻R_X的值．闭合电键S，无论怎么移动变阻器滑片，电压表的示数始终为1.0伏，电流表示数始终为0.10安．产生这种现象的原因可能是滑动变阻器下端两个接线柱连接在电路中
接着，小林经过思考、分析后，重新进行正确的实验．若电源电压保持不变，在移动滑动变阻器滑片P的过程中，他发现电流表的示数最大示数为0.28安．当他把变阻器的滑片移到某一位置，电压表、电流表的示数如图a、b所示，此时它们的读数分别为2.3V、0.24A．
根据实验过程中记录的数据，则待测电阻的电阻平均值是10.1欧．（计算电阻时，精确到0.1欧）

Answer 1

分析 ①滑动变阻器的滑片滑动过程中，电流表、电压表的示数不变，说明滑动变阻器不起作用，则滑动变阻器可能接了下面两个接线柱或上面两个接线柱，根据示数的大小判断具体原因；
②根据电流表的最大值确定电流表的量程；
先根据电压表示数为1.0V和0.1A求出被测电阻的阻值，然后根据欧姆定律的变形公式求出电压表示数的最大值，从而确定电压表的量程，最后根据仪表的分度值以及指针的位置读出电压表和电流表的示数．
③根据电压表和电流表的示数以及欧姆定律的变形公式求出被测电阻的阻值，再根据两次计算的结构求待测电阻的电阻平均值．

解答 解：①闭合电键S，无论怎么移动变阻器滑片，电压表的示数始终为1.0伏，电流表示数始终为0.10安，说明滑动变阻器不起作用；
根据右图电流表和电压表示数可知，电流表和电压表的示数都减小，因此滑动变阻器下端两个接线柱连接在电路中；
②因为电流表的最大值为0.28A，因此电流表的量程为0～0.6A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，被测电阻的阻值：R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
被测电阻两端的最大电压：U_最大=I_最大R_x=0.28A×10Ω=2.8V，因此电压表的量程为0～3V，
被测电阻R_x′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{3V}{0.28A}$≈10.7Ω
根据图（a）可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.3V；
根据图（b）可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，被测电阻的阻值：R_x″=$\frac{U″}{I″}$=$\frac{2.3V}{0.24A}$≈9.6Ω；
待测电阻的电阻平均值：$\overline{{R}_{x}}$=$\frac{1}{3}$（10Ω+10.7Ω+9.6Ω）=10.1Ω．
故答案为：滑动变阻器下端两个接线柱连接在电路中；2.3V；0.24A；10.1．

点评 本题考查了滑动变阻器的使用、电流表和电压表量程的确定以及欧姆定律的应用，熟练应用串联电路特点、欧姆定律是正确解答本题的关键．