Question

某同學(xué)用電壓表和電流表測定待測電阻R_X的阻值，正確連接實驗電路，電源電壓不變，滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣．該同學(xué)實驗步驟正確，閉合開關(guān)K，觀察到電壓表和電流表示數(shù)分別為1.7V和0.14A．繼續(xù)實驗，又測得二組數(shù)據(jù)，記錄在表格中．

實驗序號﹨物理量	電壓/V	電流/A	電阻/
1	1.7	0.14	12.1
2	2.2	0.18	12.2
3	2.5	0.20	12.5

（1）請你在方框（圖丙）中畫出這次實驗的電路圖．
（2）該同學(xué)所用電源電壓為______V；
（3）計算待測電阻Rx的阻值為______Ω，
（4）請在圖甲、乙中分別標出第3次測量的電壓表和電流表指針所在位置和所選量程．
（5）該同學(xué)設(shè)想進行第4次實驗：調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，觀察電流表示數(shù)，事實上實驗沒有做成功，其主要原因是______．

Answer 1

解：（1）電路圖如圖所示：

（2）剛閉合開關(guān)時，滑動變阻器的阻值最大為20Ω，由第一組數(shù)據(jù)知，滑動變阻器兩端的電壓為U_滑=IR_滑=0.14A×20Ω=2.8V
則電源電壓U=1.7V+2.8V=4.5V
（3）R_x===12.3Ω；
（4）電壓表的示數(shù)為2.5V，所以電壓表可選擇0～3V的量程，電流表的示數(shù)為0.2A，所以電流表可選擇0～0.6A的量程，如圖所示：

（5）當電壓表的示數(shù)為1.5V時，滑動變阻器兩端的電壓為U_滑=4.5V-1.5V=3V；
此時電路中的電流I===0.12A
則R_滑===25Ω，而滑動變阻器的最大阻值只有20Ω，所以無法完成．
故答案為：（1）見上圖；（2）4.5；（3）12.3；（4）見上圖；（5）變阻器阻值無法再調(diào)大了（或滑動變阻器的最大阻值太小）．
分析：（1）掌握電路圖的畫法，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，不要漏掉滑動變阻器；
（2）剛閉合開關(guān)時，滑動變阻器的阻值最大，根據(jù)第一組數(shù)據(jù)結(jié)合串聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律及歐姆定律計算出電源電壓；
（3）求出三次電阻值的平均值，便等于R_x的阻值；
（4）首先根據(jù)數(shù)據(jù)確定電流表和電壓表的量程和分度值，并畫出指針的位置；
（5）根據(jù)電壓表的示數(shù)及電源電壓，結(jié)合歐姆定律計算出第四次滑動變阻器的阻值進行分析．
點評：此題是測定待測電阻的阻值實驗，考查了電路圖的畫法，歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用，還考查了電流表、電壓表的讀數(shù)及電阻的計算，要掌握歐姆定律的基本公式并能進行變形應(yīng)用．