Question

某同學用電壓表和電流表測定待測電阻R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．該同學實驗步驟正確，閉合開關S，觀察到電壓表和電流表示數分別為1.7V和0.14A．繼續實驗將部分實驗數據記錄在如下表格中．

物理量 實驗序號	電壓/V	電流/A	電阻/Ω
1	1.7	0.14	12.1
2	2.2	0.18	12.2
3
4

（1）請你在虛線框中畫出這次實驗的電路圖
（2）該同學所用電源電壓為

4.5

V；
（3）圖是第三次實驗過程中兩電表的示數，則此時待測電阻R=

12.5

Ω；
（4）該同學設想進行第4次實驗：調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為1.5V，觀察電流表示數．事實上實驗并沒有成功，其主要原因是

電壓表的最小示數是1.7V

；
（5）實驗過程中該同學發現幾次的測量結果不同，其原因可能是

電阻隨溫度的變化而變化

．

Answer 1

分析：（1）實驗電路圖應該根據實驗目的和現有實驗器材、測量儀器確定；
（2）閉合開關，沒有移動滑動變阻器滑片，說明變阻器接入電路的電阻最大--20Ω，已知此時電路電流，可以得到滑動變阻器兩端電壓，再根據串聯電路總電壓與分電壓的關系，可以求出電源電壓；
（3）讀取電流表、電壓表示數，必須先明確所選擇的量程以及對應的分度值；已知電流、電壓數值，利用公式R=

U

I

可以求出待測電阻的阻值；
（4）閉合開關，待測電阻兩端電壓為1.7V，此時滑動變阻器滑片位于最大阻值處，調節滑片位置，變阻器接入電路電阻減小，兩端電壓降低，待測電阻兩端電壓增大；
（5）根據電阻大小的影響因素分析燈絲電阻變化的原因．

解答：解：
（1）本實驗目的是用電壓表和電流表測量電阻，所以測量儀表是電流表、電壓表，且電流表與待測電阻串聯，電壓表與待測電阻并聯；同時為多次測量減小誤差，應改變待測電阻兩端電壓和通過的電流，所以需要一個滑動變阻器與待測電阻串聯．
（2）滑動變阻器兩端電壓為U₀=IR₀=0.14A×20Ω=2.8V
所以電源電壓為U=U_x+U₀=1.7V+2.8V=4.5V
（3）因為電源電壓為4.5V，甲圖中電壓表的示數為U=2.5V；電流表選擇的是0～0.6A量程，電路電流為I=0.2A；待測電阻阻值為R_x=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω
（4）滑片位于最大阻值處時，滑動變阻器兩端電壓最高，調節滑片位置，變阻器接入電路電阻減小，電壓降低；待測電阻兩端電壓最小為1.7V，滑片位置改變，待測電阻兩端電壓在1.7V的基礎上增加；
（5）實驗過程中，燈絲長度、橫截面積、材料不變，燈絲兩端電壓不同，電流不同，燈絲溫度不同，所以電阻不同，是因為電阻受溫度影響．
故答案為：
（1）電路圖如右：
　
（2）4.5　　
（3）12.5　　
（4）電壓表的最小示數是1.7V
（5）電阻隨溫度的變化而變化

點評：滑動變阻器對電路電壓或電流的調節是有限度的，當滑片位于最大阻值處，開始調節時，變阻器接入電路電阻減小，兩端電壓隨之減小，用電器兩端電壓只能相應增大．