Question

【題目】小華同學做“用電流表、電壓表測電阻”實驗，現有電源（電壓為2伏的整數倍保持不變）、待測電阻Rx、電流表、電壓表（只有0～3伏檔完好）、滑動變阻器（標有“20Ω 2A”字樣）、電鍵以及導線若干。實驗中，小華正確連接電路，閉合電鍵并移動變阻器的滑片到一端時，觀察到電流表示數為0.56安，電壓表指針偏轉如圖1所示，他立刻斷開電鍵。經過思考后，他按照正確步驟進行實驗，閉合電鍵時觀察到電流表示數為0.2安；他移動變阻器的滑片，觀察到電壓表示數為2.6伏時，電流表示數如圖2所示。請根據相關信息將下表填寫完整。_______（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	________	_________	___________	__________
2	_________	_________	___________
3	__________	__________	___________

Answer 1

【答案】

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	6.0	0.56	10.7	10.5
2	2.0	0.20	10.0
3	2.6	0.24	10.8

【解析】

按正確步驟進行實驗，即變阻器連入電路中的電阻最大，根據閉合電鍵時觀察到電流表示數，由歐姆定律求出變阻器的電壓，因小華在第1次操作中，觀察到電流表示數為0.56A＞0.2A，可確定前2次操作中變阻器入電路中的電阻大小，根據第3次操作中他移動變阻器的滑片觀察到電壓表示數為2.6V時，根據電流表選用小量程確定分度值讀數出電流大小，因此時變阻器連入電路中的電阻小于20Ω，由歐姆定律可得出此時變阻器兩端的實際電壓一定小于電壓，從而得出電源電壓的取值范圍，根據電壓為2伏的整數倍保持不變，確定電源電壓大小；從而確定第1次操作中，待測電阻的電壓和電流大小；根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出第2次操作中待測電阻的電壓和電流大小；（第3次操作中，待測電阻的電壓和電流已知）由歐姆定律，第1、2、3次實驗測得的電阻大小，并求出電阻的平均值填入表中。

經過思考后，他按照正確步驟進行實驗，即變阻器連入電路中的電阻最大，此時定值電阻與變阻器的最大電阻串聯(lián)，閉合電鍵時觀察到電流表示數為0.2A（設為第2次操作）；

由歐姆定律可得，變阻器的電壓為：U滑=I2R滑大=0.2A×20Ω=4V，

由串聯(lián)電壓的規(guī)律可知，電源電壓U＞4V------①；

因小華在第1次操作中，觀察到電流表示數為0.56A＞0.2A，所以可知閉合電鍵并移動變阻器的滑片到一端時，即變阻器連入電路中的電阻為0；

第3次操作，他移動變阻器的滑片（此時變阻器連入電路中的電阻小于20Ω），觀察到電壓表示數為2.6V時，電流表示數如圖所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為I3=0.24A；由于此時變阻器連入電路中的電阻小于20Ω，所以由歐姆定律可知，此時變阻器兩端的實際電壓一定小于：U′滑=R滑大I3=0.24A×20Ω=4.8V，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電源電壓：U＜4.8V+2.4V=7.2V-----②，

根據電源電壓為2伏的整數倍且保持不變，由①②可得，電源電壓U=6V；

由此可知，第1次操作中，待測電阻的電壓為電源電壓6V，電流為0.56A；

第2次操作中，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，待測電阻的電壓為：6V-4V=2V，此時電流為0.2A；

第3次操作中，待測電阻的電壓為2.6V，電流為0.24A，

由歐姆定律可得，第1次實驗測得的電阻大小：，同理可得，第2、3次測量的電阻值分別為：10.0Ω、10.8Ω，則電阻Rx的平均值為：。

如下表所示：

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	6.0	0.56	10.7	10.5
2	2.0	0.20	10.0
3	2.6	0.24	10.8