Question

（2012?楊浦區(qū)一模）小華做“電流表、電壓表測電阻”實驗，現(xiàn)有電源（電壓為1.5伏的整數(shù)倍且保持不變）、待測電阻R_X、電流表、電壓表、滑動變阻器、電鍵及導線若干，所有元件均完好．
①他連接電路進行實驗，閉合電鍵后，將變阻器滑片從一端移動到另一端的過程中，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的變化范圍為0.12安～0.26安，電壓表示數(shù)相應的變化范圍為2.4伏～0伏．
②他通過思考分析，重新實驗．當變阻器滑片移動到中點附近位置時，電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖1、2所示．
請將下面表格填寫完整．（計算電阻時，精確到0.1歐）

物理量 實驗序號	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）	電阻Rx （歐）	電阻Rx平均值 （歐）
1		0.12
2
3

Answer 1

分析：（1）根據(jù)滑片的移動確定接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律確定電路中電流的變化和定值電阻兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點確定滑動變阻器兩端的電壓變化，從而確定電表示數(shù)的對應關系和電壓表測量的電路元件；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等和總電壓等于各分電壓之和得出電源的表達式，利用電源的電壓不變建立等式即可求出電源電壓的大約值，利用電源的電壓是1.5V的整數(shù)倍確定電源的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電路電流為0.12A和0.26A時定值電阻的阻值；
（3）根據(jù)電壓表和電流表的最大示數(shù)確定量程，根據(jù)分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出定值電阻的阻值，然后求出定值電阻的平均值．

解答：解：（1）電源電壓不變，移動滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，滑動變阻器兩端電壓變小，待測電阻兩端電壓變大，由歐姆定律可知，電路電流增大，由題意知，“在移動變阻器滑片的過程中，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的變化范圍為0.12～0.26安，電壓表示數(shù)相應的變化范圍為2.4～0伏”因此電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，測滑動變阻器兩端電壓；
由題意知，電路最小電流I₁=0.12A，此時滑動變阻器電壓最大，電壓表示數(shù)最大，即U_V=U_滑=2.4V，
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路為R的簡單電路，電路中的電流I₃=0.26A，
∵電源的電壓不變，
∴根據(jù)串聯(lián)電路的特點可得：0.12A×R+2.4V=0.26A×R，
解得：R′≈17Ω，
U′=0.26A×17Ω=4.42V，
∵電源的電壓為1.5伏的整數(shù)倍，
∴電源的電壓U=4.5V；
（2）當I₁=0.12A，U_V=U_滑=2.4V時，
R兩端的電壓U_R=U-U_滑=4.5V-2.4V=2.1V，
R₁=

UR

I1

=

2.1V

0.12A

=17.5Ω；
當I₃=0.26A，U_V=U_滑=0時，
R₃=

U

I3

=

4.5V

0.26A

≈17.3Ω；
（3）由題意知，電壓表最大示數(shù)是2.4V，因此電壓表量程為0～3V，分度值是0.1V，電壓表示數(shù)U₂=2.8V，
電路中的最大電流為0.26A，因此電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為I₂=0.16A，則
R₂=

U′2

I2

=

2.8V

0.16A

=17.5Ω；
電阻R_x平均值：
R_x=

17.5Ω+17.5Ω+17.3Ω

3

≈17.4Ω，故表格如下：

物理量 實驗序號	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）	電阻Rx （歐）	電阻Rx平均值 （歐）
1	2.1	0.12	17.5	17.4
2	2.8	0.16	17.5
3	4.5	0.26	17.3

點評：解決本題的關鍵：一是確定電壓表測量的電路的元件，二是電流表和電壓表對應的示數(shù)關系，三是利用電表示數(shù)的最大值確定電表的量程，四是根據(jù)電壓為1.5伏的整數(shù)倍確定電源的電壓，五是串聯(lián)電路特點和歐姆定律的靈活應用．