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9.小明在做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn),所用器材如下:電源(電壓保持不變)電流表、電壓表(0-15伏量程損壞)、待用滑動變阻器有兩種規(guī)格(分別標(biāo)有“5Ω3A”、“50Ω2A”的字樣)、待測電阻Rx、電鍵S以及導(dǎo)線若干.小明選擇了一種規(guī)格的變阻器,正確串聯(lián)電阻且實(shí)驗(yàn)操作步驟均正確,然后將電壓表并聯(lián)在合適的電路兩端,閉合電鍵S后,觀察電流表、電壓表的示數(shù)并記錄在實(shí)驗(yàn)表格的序號1中,隨后移動變阻器的滑片,多次測量,實(shí)驗(yàn)記錄于實(shí)驗(yàn)序號2和3中.此時(shí),小明發(fā)現(xiàn)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),無法得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果.然后選擇了另一種規(guī)格的變阻器,重新正確串聯(lián)電路且實(shí)驗(yàn)步驟均正確,然后將電壓表并聯(lián)在合適的電路兩端,閉合電鍵S后,記錄此時(shí)電流表、電壓表示數(shù)為0.1安、1.0伏.利用這對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
(1)請按照小明重新連接得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的電路完成實(shí)物圖(電鍵S即將閉合前狀態(tài)).
(2)求實(shí)驗(yàn)所用的電源電壓(寫出計(jì)算過程)
(3)將下表格填寫完整(計(jì)算電阻時(shí),精確到0.1歐)
實(shí)驗(yàn)序號電壓表示數(shù)(伏)電流表示數(shù)(安)電阻Rx(歐)電阻Rx的平均值(歐)
12.00.40
21.20.48
30.30.56

分析 (1)由表格數(shù)據(jù),移動滑片后電壓表示數(shù)變小,電流中電流變大,分析判斷電壓表測的是滑動變阻器的電壓;連接電路時(shí),滑動變阻器與定值電阻、電流表串聯(lián)接入電路,電壓表與定值電阻并聯(lián)接入電路;
(2)由表格數(shù)據(jù)根據(jù)電源電壓固定不變,串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn),列出方程求出總電壓.
(3)根據(jù)電壓表測的是滑動變阻器的電壓,由串聯(lián)電路特點(diǎn)計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)的Rx阻值,取多次測量的平均值.

解答 解:(1)由表格數(shù)據(jù),移動滑片后電流中電流變大,由I=UR,電源電壓一定,說明電路中電阻變��;
而電壓表示數(shù)變小,由U=IR,若電壓表測定值電阻兩端電壓,應(yīng)變大,所以電壓表測的是滑動變阻器兩端電壓;電壓表與滑動變阻器并聯(lián),電流表與定值電阻、滑動變阻器串聯(lián)接入電路,連接實(shí)物電路如下:

(2)由歐姆定律I=UR得,U=IR,
電源電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn),電源電壓等于各部分電路兩端電壓之和:U=UR+U,
由表格第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),則有U=0.40A×Rx+2.0V…①
同理由第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),則有U=0.48A×Rx+1.2V…②
解①②可得:Rx=10Ω,U=6V.
(3)連好電路閉合電鍵S后,由表格電壓表測滑動變阻器最大電壓為2V,此時(shí)變阻器連入阻值最大,所以變阻器最大值為:R=UI=2V0.40A=5Ω,即他使用的是“5Ω 3A”的滑動變阻器,其最大較�。孕∶髟诜治鏊伎己筮x擇了另一種規(guī)格為“50Ω 2A”的變阻器,電壓表可測定值電阻兩端電壓,才完成了實(shí)驗(yàn).
由實(shí)驗(yàn)4:Rx=URIR=1.0V0.1A=10.0Ω.
由實(shí)驗(yàn)1:定值電阻兩端電壓U1=U-U變1=6V-2.0V=4V,所以第一次所測定值電阻的阻值R1=U1I1=4V0.40A=10.0Ω,
同理實(shí)驗(yàn)2:U2=U-U變2=6V-1.2V=4.8V,所以第一次所測定值電阻的阻值R2=U2I2=4.8V0.48A=10.0Ω,
實(shí)驗(yàn)3:U3=U-U變3=6V-0.3V=5.7V,所以第一次所測定值電阻的阻值R3=U3I3=5.7V0.56A=10.2Ω,
所以Rx=R1+R2+R33=10.0Ω+10.0Ω+10.2Ω3=10.1Ω;填入下表.

實(shí)驗(yàn)序號電壓表示數(shù)(伏)電流表示數(shù)(安)電阻Rx(歐)電阻Rx的平均值(歐)
12.00.4010.010.1
21.20.4810.0
30.30.5610.2
故答案為:(1)電路圖如上圖所示;(2)電源電壓為6V;(3)見上表.

點(diǎn)評 本題通過伏安法測電阻考查了實(shí)物電路的連接,利用歐姆定律分析、解決問題的能力,有一定難度.關(guān)鍵是分析出電壓表所測的是滑動變阻器兩端電壓,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)電源電壓不變列式求得電源電壓.

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