Question

【題目】小張同學(xué)做“用電流表、電壓表測電阻”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材齊全完好，所用電源的電壓為6伏．他先將滑片置于變阻器的一端，然后連接電路，閉合電鍵，在向變阻器另一端移動(dòng)滑片的過程中，觀察到電壓表的示數(shù)從4伏逐漸變小到0伏、電流表的示數(shù)從0.2安逐漸變大到0.58安．小張經(jīng)過思考后發(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)．閉合電鍵后，移動(dòng)變阻器的滑片到某個(gè)位置時(shí)，兩個(gè)電表的示數(shù)分別如圖（a）、（b）所示．根據(jù)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，請(qǐng)將有關(guān)的數(shù)據(jù)填入表格內(nèi)，并求出RX的阻值．（計(jì)算電阻時(shí)，精確到0.1歐）

Answer 1

【答案】

【解析】電流表的示數(shù)從0.2安逐漸變大到0.58安，電路中的電流增大，根據(jù)歐姆定律知道，電路中的電阻減小，即變阻器從阻值最大的一端向最小的一端移動(dòng)；根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓減小，由觀察到電壓表的示數(shù)從4伏逐漸變小到0伏，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，所以電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端；

根據(jù)上述分析知道，在滑動(dòng)變阻器連入電路中阻值最大時(shí)，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，待測電阻的電壓U待=6V-4V=2V，電路中對(duì)應(yīng)的電流為I=0.2A，待測電阻的阻值是：Rx1=U待/I＝2V/0.2A=10Ω；當(dāng)變阻器連入電路中電阻為0時(shí)，待測電阻的電壓為U′待=6V，電流I′=0.58A，待測電阻的大小Rx3 =U′待/I′=6V/0.58A=10.3Ω；

當(dāng)移動(dòng)變阻器的滑片到某個(gè)位置時(shí)，圖（a）中，若電壓表選用大量程，分度值為0.5V，示數(shù)為4.5V；若選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為0.9V；圖（b）中，若電流表選用大量程，分度值為0.1A，示數(shù)為2.2A；若選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.44A；因當(dāng)變阻器連入電路中的電阻為0時(shí)，此時(shí)電路的總電阻最小，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流最大電流為0.58A，所以，閉合電鍵后，移動(dòng)變阻器的滑片到某個(gè)位置時(shí)，電流表的示數(shù)只能小于0.58A，故此時(shí)電流表示數(shù)為I″待 =0.44A；

因第1次實(shí)驗(yàn)操作中，當(dāng)變阻器連入電路中的電阻最大時(shí)，待測電阻的電壓為2V，當(dāng)移動(dòng)變阻器的滑片到某個(gè)位置時(shí)，根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓減小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，待測電阻的電壓增大，所以電壓表示數(shù)只能大于2V，應(yīng)為U″待 =4.5V，此時(shí)的待測電阻Rx3 =U″待/I″待=4.5V/0.44A=10.2Ω；

為提高測量的準(zhǔn)確程度，將三次測量的平均值作為最后的測量結(jié)果：

Rx =10.0Ω+10.3Ω+10.2Ω/3=10.2Ω，將有關(guān)數(shù)據(jù)填入下表中