Question

（2009?楊浦區(qū)一模）某小組同學(xué)做“用電壓表和電流表測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材如圖所示，請(qǐng)完成下列要求．

（1）在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出電流表和電壓表的“+”、“-”接線柱．并根據(jù)電路圖將如圖1中電路元件用筆線代替導(dǎo)線連成一個(gè)測(cè)電阻的電路．
（2）根據(jù)你的接線，在閉合電鍵前，將變阻器的滑片滑向最

左

端（填“左”、“右”）．
（3）實(shí)驗(yàn)原理是

R=

U

I

．
（4）本實(shí)驗(yàn)是如何實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量的

通過改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，從而改變待測(cè)電阻兩端電壓與通過電阻的電流，實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量

．
（5）實(shí)驗(yàn)所用滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω  2A”字樣，電源電壓不變，所有元件均完好．該同學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵S，觀察到電壓表、電流表的示數(shù)分別是2伏和0.2安．他移動(dòng)滑片P到中點(diǎn)附近某個(gè)位置時(shí)，觀察到電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖2、3所示．接著他移動(dòng)滑片使電路中電流達(dá)到最大，電流表的示數(shù)為0.58安．請(qǐng)將有關(guān)的數(shù)據(jù)填入表格內(nèi)，并求出R_X的阻值．（計(jì)算電阻時(shí)，精確到0.1歐）

物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)

Answer 1

分析：（1）伏安法測(cè)電阻，電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表、待測(cè)電阻串聯(lián)接入電路，
電壓表并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端，據(jù)此作出實(shí)驗(yàn)電路圖；根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖．
（2）閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值，根據(jù)電路圖確定滑片的位置．
（3）伏安法測(cè)電阻的原理是歐姆定律．
（4）移動(dòng)滑片，改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，可以改變電阻兩端電壓與通過電阻的電流，實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量．
（5）閉合電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出電源電壓；
由圖示電表確定電表量程與分度值，讀出電表示數(shù)；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零時(shí)，
電路電流最大，此時(shí)待測(cè)電阻兩端電壓等于電源電壓；已知電壓與電流，由歐姆定律可以求出電阻阻值．

解答：解：（1）伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖，如圖乙所示．
（2）由電路圖可知，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑向最左端，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大．
（3）∵I=

U

R

，∴伏安法測(cè)電阻的原理是R=

U

I

．
（4）移動(dòng)滑片，可以改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，從而改變電阻兩端電壓與通過電阻的電流，
可以測(cè)出多組電壓與電流值，實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量．
（5）①閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，為最大阻值20Ω，此時(shí)電路電流為0.2A，
∵I=

U

R

，∴電阻阻值R₁=

U1

I1

=

2V

0.2A

=10Ω，電源電壓U=U₁+U_滑=U_R+I₁R_滑最大=2V+0.2A×20Ω=6V；
②電源電壓是6V，由圖2所示電壓表可知，電壓表示數(shù)是2.7V；電路最大電流是0.58A，
由圖3所示電流表可知，電流表示數(shù)是0.28A，∵I=

U

R

，∴電阻阻值R₂=

U2

I2

=

2.7V

0.28A

≈9.6Ω；
③滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零時(shí)，待測(cè)電阻電壓等于電源電壓6V，電流表示數(shù)最大為0.58A，
∵I=

U

R

，∴電阻阻值R₃=

U3

I3

=

6V

0.58A

≈10.3Ω；
待測(cè)電阻阻值為R=

R1+R2+R3

3

=

10Ω+9.6Ω+10.3Ω

3

≈10.0Ω，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示．

物理量 　　實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓（伏）	電流（安）	電阻（歐）	Rx阻值（歐）
1	2.0	0.20	10.0	10.0
2	2.7	0.28	9.6
3	6.0	0.58	10.3

故答案為：（1）電路圖如圖甲所示，實(shí)物電路圖如圖乙所示；

（2）左；（3）R=

U

I

；
（4）通過改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，從而改變待測(cè)電阻兩端電壓與通過電阻的電流，實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量；
（5）如上表所示．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖、連接電路圖、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、求電阻等問題，知道實(shí)驗(yàn)原理是正確作出實(shí)驗(yàn)電路圖的關(guān)鍵．