Question

9．小明同學(xué)在做“用電流表電壓表測電阻”的實驗時，實驗器材齊全且完好．
①他連接電路，閉合電鍵S，觀察到電壓表、電流表示數(shù)如圖（a）所示，接著他將滑片移動到另一端，觀察到電壓表示數(shù)為6伏，電流表示數(shù)為0.12安，請根據(jù)上述現(xiàn)象判斷實驗過程中可能存在的問題是：閉合電鍵時滑片位于阻值最小處（或電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端）（寫出一種可能情況即可）．
②經(jīng)過分析后小明調(diào)整電路重新實驗，且步驟正確．閉合電鍵，觀察到電壓表的示數(shù)如圖（b）所示．移動滑片P到中點位置時，電流表的示數(shù)為0.2安．請畫出他調(diào)整后的實驗電路圖（請畫在答題卡的方框內(nèi)）．
③請幫小明完成實驗數(shù)據(jù)表格的填寫（電阻精確到0.1歐）

物理量實驗序號	電壓（伏）	電流（安）	電阻（歐）	電阻平均值 （歐）
1	1.5	0.12	12.5
2	2.5	0.20	12.5
3	7.5	0.58	12.9

．

物理量實驗序號	電壓（伏）	電流（安）	電阻（歐）	電阻平均值 （歐）
1		0.12
2		0.20
3

Answer 1

分析 ①由題滑片放置于一端，閉合電鍵后，電壓表示數(shù)為0，電流表示數(shù)很大，滑片移到另一端時電流減小，電壓表有示數(shù)．由此分析存在的問題；
②電路調(diào)整后，電壓表與待測電阻并聯(lián)；
③由滑片在兩端時電表示數(shù)情況，根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算出電源電壓，從而得到滑片在不同位置對應(yīng)被測電阻的電流與電壓值，分別計算其電阻值，最后計算其平均值．

解答 解：
①由題連接電路并將變阻器的滑片放置于一端，閉合電鍵，觀察到電流表很大，說明電路是通路，且電路中電阻很小，電壓表示數(shù)為0；當(dāng)滑片移到另一端時，電流減小，說明電路中電阻增大，電壓表增大．由此說明實驗中閉合電鍵時滑片位于變阻器最小值處，電壓表不是測被測電阻兩端電壓，而是測滑動變阻器兩端電壓；
②正確的電路連接是將電流表和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，將電壓表與被測電阻并聯(lián)，如圖所示：

③移動滑片到中點位置時，電流表的示數(shù)為0.2A，說明電流使用的是0-0.6A量程，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$，由①當(dāng)滑片在滑動變阻器最小值一端時，電流表示數(shù)為I₃=0.58A，所以：
由題意知，當(dāng)滑動變阻器的阻值最大時，變阻器兩端的電壓為6V，由②知，此時電阻兩端的電壓為1.5V，所以電源電壓U=1.5V+6V=7.5V
當(dāng)滑片在另一端即最大值端時，電流表示數(shù)I₁=0.12A，此時其兩端的電壓為1.5V，
滑動變阻器的最大值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{1.2A}$=50Ω，
當(dāng)滑片在中點時，電流表示數(shù)I₂=0.2A，此時被測電阻兩端電壓：U_R=U-U_滑′=7.5V-0.2A×$\frac{1}{2}$×50Ω=2.5V，
由R=$\frac{U}{I}$得，滑片在三個不同位置被測電阻R的阻值分別為：
滑片在最小值處時：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.12A}$=12.5Ω；
滑片在中點時：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
滑片在最大值處時：R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{7.5V}{0.58A}$≈12.9Ω，所以表格如下表所示：

物理量實驗序號	電壓（伏）	電流（安）	電阻（歐）	電阻平均值 （歐）
1	1.5	0.12	12.5
2	2.5	0.20	12.5
3	7.5	0.58	12.9

故答案為：
①閉合電鍵時滑片位于阻值最小處（或電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端）；
②見上圖；
③見上表．

點評 本題是測電阻的實驗，考查了電路現(xiàn)象的分析、串聯(lián)電路特點、歐姆定律的應(yīng)用及數(shù)據(jù)分析等，關(guān)鍵是由滑片在不同位置，根據(jù)電路特點計算電源電壓的大�。�有一定難度．