Question

小张同学在“用电压表、电流表测电阻”的实验中，实验电路如图1所示：

（1）该实验需要测的物理量是

电压

、

电流

；
（2）他用3节新干电池作为电源，电路连接，实验步骤均正确．闭合电键S，他观察到电流表、电压表的示数分别如图2（a）、（b）所示．当他把滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电流表、电压表的示数分别为0.20安、2.4伏．接着，他继续移动滑片，发现电流表的最大值为0.36安．
（a）他所用到的滑动变阻器最大阻值为

20

  欧；
（b）请帮助小张同学把实验中有关的数据填入表格内，并求出R_X的阻值．（计算电阻时，精确到0.1欧）

物理量 序号	电压 （V）	电流 （A）	电阻 （Ω）	平均电阻（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）根据伏安法测电阻的原理分析需要测量的物理量；
（2）先根据电源电压确定电压表的量程，然后根据电路中的最大电流确定电流表的量程，最后根据电压表、电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表和电流表的示数；
（a）当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，根据串联电路电流、电压的规律以及欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（b）先根据题中数据以及电源电压完成表格，然后利用欧姆定律的变形公式求出电阻，并求出平均值．

解答：解：（1）伏安法测电阻的原理：R=

U

I

，所以要测量未知电阻，需要测量电阻两端的电压和电路中的电流；
（2）已知电源电压为3×1.5V=4.5V，根据电压表的指针位置可知，电压表量程选择0～3V，分度值为0.1V，示数为1.7V；
根据题意可知电路中的最大电流为0.36A，因此电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.14A；
（a）因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器接入电路阻值最大时，两端电压为4.5V-1.7V=2.8V，
∵I=

U

R

∴滑动变阻器的最大阻值：R=

U

I

=

2.8V

0.14A

=20Ω；
（b）将（a）（b）的示数填入第一次实验中，此时电阻为：R₁=

U1

I1

=

1.7V

0.14A

≈12.1Ω，
第二次实验时，电阻为：R₂=

U2

I2

=

2.4V

0.20A

=12Ω，
当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，因此电压表示数等于电源电压，即4.5V，此时电阻为：R₃=

U3

I3

=

4.5V

0.36A

=12.5Ω．
平均电阻：R=

1

3

（R₁+R₂+R₃）=

1

3

×（12.1Ω+12Ω+12.5Ω）=12.2Ω．
故答案为：（1）电压；电流；（2）（a）20；
（b）

物理量 序号	电压 （V）	电流 （A）	电阻 （Ω）	平均电阻（Ω）
1	0.14	1.7	12.1	12.2
2	2.4	0.20	12
3	4.5	0.36	12.5

点评：本题考查了伏安法测电阻的原理、串联电路的特点和欧姆定律的应用等，关键是明白伏安法测未知电阻实验的原理．