Question

15．在“用電流表、電壓表測電阻”的實驗中，小李同學按圖連接電路進行實驗．所用電源為3節(jié)新干電池串聯(lián)而成，且電壓保持不變，滑動變阻器上標有“20Ω　2A”字樣．
①在閉合電鍵S前，他應將滑動變阻器的滑片置于圖中B端．（選填“A”或“B”）
②他實驗步驟正確，閉合電鍵時，觀察電流表的示數(shù)并記錄在序號1中．接著，他移動滑片到中點位置（即滑動變阻器接入電路的電阻為10歐），將電壓表的示數(shù)2.5伏記錄在序號2中．當他將滑片移動到另一端時，將電流表的示數(shù)0.36安記錄在序號3中．
請在表中將該同學設計的表格空白處填寫完整．（計算電阻時，精確到0.1歐）．

物理量  序號	電壓 （伏）	電流 （安）	電阻 （歐）	電阻平均值（歐）
1	1.7	0.14	12.1	12.4
2	2.5	0.2	12.5
3	4.5	0.36	12.5

Answer 1

分析 ①閉合電鍵S前，應將滑動變阻器的滑片置于最大值處；
②實驗步驟正確，所以序號1的實驗時滑片在最大值B端，序號3的實驗滑片在另一端，即在A端，根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算每次實驗中表中所缺數(shù)據(jù)，分別計算三次電阻值并求出平均值．

解答 解：
①實驗中為了保護電路，閉合S前應將滑動變阻器的滑片置于最大值B端；
②由圖電壓表測R_x兩端電壓，電流表測電路中電流．
實驗步驟正確，所以序號1的實驗時滑片在最大值B端，序號3的實驗滑片在另一端，即在A端，
電源為3節(jié)新干電池串聯(lián)而成，即電源電壓為4.5V，
序號1的實驗，即滑片在最大值B端，
I₁=I_x=I_滑=0.14A，
R_x兩端電壓：U_x1=U-U_滑=4.5V-0.14A×20Ω=1.7V，
R_x1=$\frac{{U}_{x1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.7V}{0.14A}$≈12.1Ω；
序號2的實驗，滑片在中點，滑動變阻器連入阻值為10Ω兩端電壓：
U_滑′=U-U_x2=4.5V-2.5V=2V，
所以I₂=I_x2=I_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{\frac{1}{2}{R}_{滑}}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A，
R_x2=$\frac{{U}_{x2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，
序號3實驗中，即變阻器連入阻值為0時，電壓表示數(shù)為4.5V，
由歐姆定律得：
R_x3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{4.5V}{0.36A}$=12.5Ω；
所以三次測量的平均值：
R_x=$\frac{{R}_{x1}+{R}_{x2}+{R}_{x3}}{3}$=$\frac{12.2Ω+12.5Ω+12.5Ω}{3}$=12.4Ω．
故答案為：①B；②

物理量  序號	電壓 （伏）	電流 （安）	電阻 （歐）	電阻平均值（歐）
1	1.7	0.14	12.1	12.4
2	2.5	0.2	12.5
3	4.5	0.36	12.5

點評 本題是測電阻的實驗，考查了實驗注意事項、數(shù)據(jù)分析、串聯(lián)電路和歐姆定律的應用，關鍵是正確分析出滑片在三個不同位置各在何處．