Question

14．小华要测一个定值电阻的阻值：

（1）如图（1）是他在准备进行实验前的实物连接电路，其中的错误是滑动变阻器滑片置于阻值最小端．
（2）连接完电路，闭合开关，小强发现，电流表无示数，而电压表示数接近3V，则出现故障的原因可能是：定值电阻断路（或电流表短路）．
（3）排除故障后，调节滑动变阻器，电流表的示数电压表的示数如图（2）所示，由此求出待测电阻为10Ω．至此，小华认为已经完成实验，同组的小聪认为不妥，因为没有多次测量求平均值．
（4）另一组的小玥同学用如图（3）所示的电路测未知电阻R_X的阻值，并将数据记录在表中，则该未知电阻R_X的阻值为10Ω，该电路的电源电压为6V．

I/A	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3	0.35	0.4
U/V	5	4.5	4	3.5	3	2.5	2

Answer 1

分析 （1）连接电路时，为保护电路，变阻器连入电路中的电阻应最大；
（2）电压表示数接近3V，说明电压表与电源连通；电流表无示数，可能为电路断路或电流表短路，据此分析；
（3）根据电表小量程读数，根据欧姆定律求电阻大小；为减小误差，应多次测量取平均值；
（4）分析图3的电路，由表中数据，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，列方程求出电源电压和定值电阻．

解答 解：（1）连接电路时，为保护电路，变阻器连入电路中的电阻应最大，而图中滑动变阻器滑片置于阻值最小端，易损坏电路元件；
（2）而电压表示数接近3V，说明电压表与电源连通；电流表无示数，可能为电路断路或电流表短路，若电路断路，则与电压表并联的定值电阻之外的电路是完好的，则与电压表并联的定值电阻断路了，则出现故障的原因可能是定值电阻断路或电流表短路．
（3）图2中电表均选用小量程，电压表分度值为0.1V，示数为2.4V，电流表分度值为0.02A，示数为0.24A，
则电阻R=$\frac{U}{I}=\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
原实验中，只测了一组数据，没有多次测量求平均值，误差较大，为减小误差，应多次测量取平均值；
（4）图3中，电压表测变阻器的电压，根据串联电路电压的规律，可求出定值电阻的电压为U-U_滑，
根据定值电阻大小不变，由欧姆定律有：$\frac{U{-U}_{滑1}}{{I}_{1}}$=$\frac{U{-U}_{滑2}}{{I}_{2}}$，即$\frac{U-5V}{0.1A}=\frac{U-4.5V}{0.15A}$
解之：电源电压U=6V，
则定值电阻的大小R=$\frac{U{-U}_{滑1}}{{I}_{1}}=\frac{6V-5V}{0.1A}$=10Ω．
故答案为：（1）滑动变阻器滑片置于阻值最小端；
（2）定值电阻断路（或电流表短路）；
（3）10，没有多次测量求平均值；
（4）10；6．

点评 本题一个定值电阻的阻值，考查实验注意事项、反常现象的分析、数据和处理、电阻的计算、及应用串联电路规律和欧姆定律解决实际问题，综合性较强．