Question

16．小明在做“用伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，所用的器材為兩節(jié)新干電池，最大阻值為10Ω的滑動(dòng)變阻器R，待測(cè)電阻R_x及如圖甲所示的其它器材．
（1）如圖甲，實(shí)驗(yàn)電路還未連接完整，請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)在答題卡相應(yīng)圖中將實(shí)驗(yàn)電路連接完整，要求滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)增大．

（2）該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是改變待測(cè)電阻兩端的電壓和電路中的電流，多次測(cè)量，其中一次當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表對(duì)應(yīng)的示數(shù)如圖乙所示，則本次測(cè)得的待測(cè)電阻R_x=10.42Ω．（保留兩位小數(shù)）
（3）做完以上實(shí)驗(yàn)后，小明還用該實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系，計(jì)劃測(cè)量當(dāng)R_x兩端電壓分別為1V、2V、3V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，但發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器都不能使R_x兩端電壓達(dá)到1V，原因是滑動(dòng)變阻器的最大電阻過(guò)小．

Answer 1

分析 （1）電源電壓為3V，電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，根據(jù)要求滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，確定變阻器的連接；
（2）為提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度，要多次測(cè)取平均值，據(jù)此分析該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是；
由圖中電流表選用小量程讀數(shù)，由歐姆定律求待測(cè)電阻R_x；
（3）滑動(dòng)變阻器與電阻R_x串聯(lián)，探究電流與電壓的關(guān)系要控制電壓表示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律確定變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理判斷變阻器連入電路中的電阻與定值電阻的關(guān)系．

解答 解：（1）電源電壓為3V，電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，要求滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)增大，說(shuō)明變阻器的電阻變小，所以滑片以右的電阻絲連入電路中，如下圖所示：

（2）為提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度，要多次測(cè)取平均值，故該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的主要作用是：改變待測(cè)電阻兩端的電壓和電路中的電流，多次測(cè)量；
其中一次當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表對(duì)應(yīng)的示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A，則本次測(cè)得的待測(cè)電阻：
R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.42Ω；
（3）電源電壓為3V，電阻R_x與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)分壓的知識(shí)，當(dāng)電阻R_x的電壓為1V時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓應(yīng)為2V，則滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為電阻R_x的2倍，即20.84Ω，而滑動(dòng)變阻器的最大電阻只有10Ω，所以電阻兩端電壓達(dá)不到1V，是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器最大阻值過(guò)小的原因．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）改變待測(cè)電阻兩端的電壓和電路中的電流，多次測(cè)量；10.42；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大電阻過(guò)小．

點(diǎn)評(píng) 本題用伏安法測(cè)電阻，考查電路的連接、變阻器作用、數(shù)據(jù)的處理、電表讀數(shù)、電阻計(jì)算，同時(shí)也考查電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中對(duì)器材的要求及控制變量法的運(yùn)用．