Question

小張同學在“用電壓表、電流表測電阻”的實驗中，實驗電路如圖1所示：

（1）該實驗需要測的物理量是

電壓

、

電流

；
（2）他用3節新干電池作為電源，電路連接，實驗步驟均正確．閉合電鍵S，他觀察到電流表、電壓表的示數分別如圖2（a）、（b）所示．當他把滑動變阻器的滑片P移到某位置時，電流表、電壓表的示數分別為0.20安、2.4伏．接著，他繼續移動滑片，發現電流表的最大值為0.36安．
（a）他所用到的滑動變阻器最大阻值為

20

  歐；
（b）請幫助小張同學把實驗中有關的數據填入表格內，并求出R_X的阻值．（計算電阻時，精確到0.1歐）

物理量 序號	電壓 （V）	電流 （A）	電阻 （Ω）	平均電阻（Ω）
1	0.14	1.7	12.1	12.2
2	2.4	0.20	12
3	4.5	0.36	12.5

Answer 1

分析：（1）根據伏安法測電阻的原理分析需要測量的物理量；
（2）先根據電源電壓確定電壓表的量程，然后根據電路中的最大電流確定電流表的量程，最后根據電壓表、電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表和電流表的示數；
（a）當滑動變阻器接入電路的阻值最大時，根據串聯電路電流、電壓的規律以及歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值；
（b）先根據題中數據以及電源電壓完成表格，然后利用歐姆定律的變形公式求出電阻，并求出平均值．

解答：解：（1）伏安法測電阻的原理：R=

U

I

，所以要測量未知電阻，需要測量電阻兩端的電壓和電路中的電流；
（2）已知電源電壓為3×1.5V=4.5V，根據電壓表的指針位置可知，電壓表量程選擇0～3V，分度值為0.1V，示數為1.7V；
根據題意可知電路中的最大電流為0.36A，因此電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.14A；
（a）因為串聯電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以滑動變阻器接入電路阻值最大時，兩端電壓為4.5V-1.7V=2.8V，
∵I=

U

R

∴滑動變阻器的最大阻值：R=

U

I

=

2.8V

0.14A

=20Ω；
（b）將（a）（b）的示數填入第一次實驗中，此時電阻為：R₁=

U1

I1

=

1.7V

0.14A

≈12.1Ω，
第二次實驗時，電阻為：R₂=

U2

I2

=

2.4V

0.20A

=12Ω，
當電路中電流最大時，滑動變阻器接入電路的阻值為零，因此電壓表示數等于電源電壓，即4.5V，此時電阻為：R₃=

U3

I3

=

4.5V

0.36A

=12.5Ω．
平均電阻：R=

1

3

（R₁+R₂+R₃）=

1

3

×（12.1Ω+12Ω+12.5Ω）=12.2Ω．
故答案為：（1）電壓；電流；（2）（a）20；
（b）

物理量 序號	電壓 （V）	電流 （A）	電阻 （Ω）	平均電阻（Ω）
1	0.14	1.7	12.1	12.2
2	2.4	0.20	12
3	4.5	0.36	12.5

點評：本題考查了伏安法測電阻的原理、串聯電路的特點和歐姆定律的應用等，關鍵是明白伏安法測未知電阻實驗的原理．