Question

3．小張同學(xué)做“用電流表、電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材齊全完好．他先將滑片放置于變阻器的一端，然后連接電路，閉合電鍵，在向變阻器另一端移動(dòng)滑片的過(guò)程中，觀察到電壓表的示數(shù)從6.0伏逐漸變小、電流表的示數(shù)從0.30安逐漸變大．經(jīng)過(guò)思考后發(fā)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)操作中的不當(dāng)之處，隨后重新正確連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且步驟正確．閉合電鍵后，他觀察電表的示數(shù)，跟前次電鍵閉合時(shí)相比，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)沒(méi)有變化，而電壓表的示數(shù)變?yōu)槿鐖D（a）所示情況．接著繼續(xù)移動(dòng)變阻器的滑片分別至某兩處（其中一處在中點(diǎn)附近某位置），并觀察了上述兩處時(shí)的電表示數(shù)，但在記錄數(shù)據(jù)時(shí)僅將電流表示數(shù)記錄在下表的實(shí)驗(yàn)序號(hào)2和3中，遺忘了如圖（b）和（c）所示電壓表的示數(shù)．

①實(shí)驗(yàn)所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20歐，實(shí)驗(yàn)所用電源的電壓為7.5伏；
②請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息，將下表填寫(xiě)完整．（計(jì)算電阻時(shí)，精確到0.1歐）

物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）	電阻Rx （歐）	電阻Rx平均值 （歐）
1
2		0.48
3		0.56

Answer 1

分析 ①在向變阻器另一端移動(dòng)滑片的過(guò)程中，觀察到電壓表的示數(shù)從6.0伏逐漸變小、電流表的示數(shù)從0.30安逐漸變大，說(shuō)明電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電壓表并聯(lián)與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)；
根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$ 計(jì)算出電阻的最大阻值；
根據(jù)定值電阻兩端電壓不能超過(guò)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，可確定電壓表所選量程，然后根據(jù)指針位置即可讀數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)可求電源電壓．
②根據(jù)指針位置可讀出圖（b）和（c）所示電壓表的示數(shù)，利用歐姆定律可分別求得其電阻，然后可求得電阻R_x平均值．

解答 解：
①閉合開(kāi)關(guān)前，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片移到阻值最大處，當(dāng)閉合電鍵，在向變阻器另一端移動(dòng)滑片的過(guò)程中，觀察到電壓表的示數(shù)從6.0伏逐漸變小、電流表的示數(shù)從0.30安逐漸變大．說(shuō)明電壓表測(cè)的不是待測(cè)電阻兩端的電壓，而是測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為6V，電流表的示數(shù)為0.3A；由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
由a可知，電壓表的示數(shù)為1.5V或7.5V，因?yàn)槎ㄖ惦娮鑳啥穗妷翰荒艹�過(guò)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，所以圖（a）所示電壓為1.5V，則電壓表選擇小量程，因?yàn)槭侵匦抡�確連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以定值電阻兩端電壓為1.5V，；
則電源電壓：U=U_滑+U_x=6V+1.5V=7.5V，
②由①可知電壓表選擇小量程，則圖（b）和（c）所示電壓表的示數(shù)分別為U₂=2.5V、U₃=3V．
則由I=$\frac{U}{R}$可知R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω，
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.48A}$≈5.2Ω，
R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{3V}{0.56A}$≈5.4Ω，
電阻Rx平均值Rx=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{5Ω+5.2Ω+5.4Ω}{3}$=5.2Ω．
故答案為：①20；7.5；
②見(jiàn)下表：

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）	電阻Rx （歐）	電阻Rx平均值 （歐）
1	1.5	0.30	5.0	5.2
2	2.5	0.48	5.2
3	3.0	0.56	5.4

點(diǎn)評(píng) 此題是“用電流表、電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)，主要考查了滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是能分析出電壓表的量程及示數(shù)，得出滑動(dòng)變阻器的最大阻值．