Question

6．請完成下列關于用電壓表和電流表測電阻的實驗的若干問題：
（1）該實驗原理是R=$\frac{U}{I}$．實驗中要測量的物理量是電壓和電流．
（2）請你在圖1虛線框內畫出該實驗的電路圖，并標出電表的正負接線柱．
（3）根據操作規范，在連接電路時滑動變阻器的滑片要移至接入電路電阻最大的位置上．
（4）若所用的滑動變阻器銘牌上標有“20Ω 2A”的字樣，則“20Ω”表示滑動變阻器的最大電阻是20Ω，“2A”表示滑動變阻器允許通過的最大電流為2A．
在實驗中過程中，使用滑動變阻器的主要目的是：多次測量求平均值，減小誤差．
（5）某同學實驗操作正確，并對電壓表（量程：0-3V）和電流表（量程：0-0.6A）進行了正確讀數和記錄，但在忙亂中，只是將數據記錄在圖2小紙條上，請幫助這位同學將數據填寫在表格中在恰當的位置，并進行相關計算，將表格填寫完整（計算結果保留1位小數）．

實驗次數	電壓（伏）	電流（安）	Rx電阻值（歐）	電阻平均值Rx（歐）
1
2
3

Answer 1

分析 （1）實驗原理：R=$\frac{U}{I}$，故需用電壓表測量電壓，電流表測量電流；
（2）根據實驗的要求畫出伏安法測電阻的電路圖；
（3）為保護電路，滑片應放在阻值最大處；
（4）滑動變阻器銘牌上標有的電流值表示滑動變阻器允許通過的最大電流值，標有的電阻是滑動變阻器的最大電阻值；
為減小測量誤差應多次測量求平均值．根據電流表是串聯使用、電壓表是并聯使用分析電表的位置；
（5）用伏安法測量電阻時，應控制電阻的阻值不變，根據表格信息結合歐姆定律選擇對應的值并填入表格．

解答 解：（1）實驗原理：R=$\frac{U}{I}$；故需用電壓表測量電壓，電流表測量電流；
（2）按從電源的正極開始經電流表、定值電阻、滑動變阻器、開關、回到負極，電壓表并聯在電阻的兩端，如下圖所示

（3）為保護電路，閉合開關前，滑片應放在阻值最大處；
（4）滑動變阻器銘牌上標有“20Ω  2A”的字樣，20Ω表示滑動變阻器的最大電阻是20Ω，2A表示滑動變阻器允許通過的最大電流為2A．
滑動變阻器一是起到保護電路的作用，二是改變電流和電壓，實現多次測量求平均值，減小誤差．
（5）實驗中保持電阻大小不變，電壓越大，電流越大，電阻越小，電流越小；
故第一次實驗的電壓為1.9V，對應的電流為0.18A；電阻R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.9V}{0.18A}$=10.6Ω；
第二次實驗的電壓為2.5V，對應的電流為0.26A，電阻R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.26A}$=9.6Ω；
第三次實驗的電壓為3V，對應的電流為0.3A，電阻R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω．
未知電阻R的阻值：R=$\frac{10.6Ω+9.6Ω+10Ω}{3}$=10.1Ω
表格如下：

實驗次數	電壓（伏）	電流（安）	Rx電阻值（歐）	電阻平均值Rx（歐）
1	1.9	0.18	10.6	10.1
2	2.5	0.26	9.6
3	3	0.3	10

故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；電壓；電流；（2）見上圖；（3）大；（4）滑動變阻器的最大電阻是20Ω；滑動變阻器允許通過的最大電流為2A；（5）見上表．

點評 本題考查了電壓表和電流表的正確使用以及歐姆定律的應用，關鍵是控制變量法在實驗中的靈活運用以及知道本實驗中多次測量的目的是求平均值減小誤差．