Question

某小組同學做“用電壓表和電流表測電阻”實驗，實驗器材如圖所示，請完成下列要求．

（1）在方框中畫出實驗電路圖，并在圖上標出電流表和電壓表的“+”、“-”接線柱．并根據電路圖將如圖1中電路元件用筆線代替導線連成一個測電阻的電路．
（2）根據你的接線，在閉合電鍵前，將變阻器的滑片滑向最______端（填“左”、“右”）．
（3）實驗原理是______．
（4）本實驗是如何實現多次測量的______．
（5）實驗所用滑動變阻器上標有“20Ω  2A”字樣，電源電壓不變，所有元件均完好．該同學實驗步驟正確，閉合電鍵S，觀察到電壓表、電流表的示數分別是2伏和0.2安．他移動滑片P到中點附近某個位置時，觀察到電壓表、電流表的示數分別如圖2、3所示．接著他移動滑片使電路中電流達到最大，電流表的示數為0.58安．請將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 實驗序號

Answer 1

【答案】分析：（1）伏安法測電阻，電源、開關、滑動變阻器、電流表、待測電阻串聯接入電路，
電壓表并聯在待測電阻兩端，據此作出實驗電路圖；根據電路圖連接實物電路圖．
（2）閉合電鍵前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值，根據電路圖確定滑片的位置．
（3）伏安法測電阻的原理是歐姆定律．
（4）移動滑片，改變滑動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，實現多次測量．
（5）閉合電路時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，由串聯電路特點可以求出電源電壓；
由圖示電表確定電表量程與分度值，讀出電表示數；當滑動變阻器接入電路的阻值為零時，
電路電流最大，此時待測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）伏安法測電阻的實驗電路圖如圖甲所示，根據實驗電路圖連接實物電路圖，如圖乙所示．
（2）由電路圖可知，閉合開關前，滑動變阻器滑片應滑向最左端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（3）∵I=，∴伏安法測電阻的原理是R=．
（4）移動滑片，可以改變滑動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，
可以測出多組電壓與電流值，實現多次測量．
（5）①閉合開關時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，為最大阻值20Ω，此時電路電流為0.2A，
∵I=，∴電阻阻值R₁===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，電流表示數是0.28A，∵I=，∴電阻阻值R₂==≈9.6Ω；
③滑動變阻器接入電路的阻值為零時，待測電阻電壓等于電源電壓6V，電流表示數最大為0.58A，
∵I=，∴電阻阻值R₃==≈10.3Ω；
待測電阻阻值為R==≈10.0Ω，實驗數據如下表所示．

物理量 實驗序號	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，實物電路圖如圖乙所示；

（2）左；（3）R=；
（4）通過改變滑動變阻器接入電路的阻值，從而改變待測電阻兩端電壓與通過電阻的電流，實現多次測量；
（5）如上表所示．
點評：本題考查了設計實驗原理圖、連接電路圖、實驗原理、實驗注意事項、求電阻等問題，知道實驗原理是正確作出實驗電路圖的關鍵．