Question

7．小明在做“用伏安法測量某定值電阻阻值”的實驗中：（電路圖如圖甲所示）
（1）當電壓表的示數如圖乙所示，電流表的示數如圖丙所示，則它的阻值是9Ω
（2）通常情況下要進行多次測量并取平均值，其目的是為了減小誤差．
（3）物理興趣小組利用該電路圖進行如下實驗，已知電源電壓5V保持不變，用一根導線代替電流表接入電路進行測量未知電阻的實驗，R先選用5Ω電阻接入電路，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數為2V，然后將滑動變阻器的滑片不動，用R_x代替5Ω電阻接入電路，此時電壓表示數為3V，則R_x的阻值為11.25Ω．

Answer 1

分析 （1）正確讀數利用歐姆定律求值；
（2）定值電阻多次測量求平均值是為了減小誤差；
（3）先根據歐姆定律求出5Ω電阻接入電路時的電流，然后根據串聯電路電壓規律和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值；再根據歐姆定律求出R_x接入電路時的電流，最后根據歐姆定律的應用求出R_x的阻值．

解答 解：
（1）由圖知甲知，電壓表和電流表分別測R兩端電壓和通過它的電流，
電流表量程為0～0.6A，分度值0.02A，電流示數為0.3A；電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表的示數為2.7V，
由歐姆定律可得，定值電阻的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.7V}{0.3A}$=9Ω；
（2）要多次測量定值電阻的阻值并取平均值，其目的是為了減小誤差；
（3）5Ω電阻接入電路時，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{2V}{5Ω}$=0.4A；
由串聯電路電壓規律和歐姆定律可知，滑動變阻器接入電路的阻值：
R_滑′=$\frac{U-{U}_{1}}{I}$=$\frac{5V-2V}{0.4A}$=7.5Ω；
當R_x接入電路時，電路中的電流：
I′=$\frac{{U}_{滑}′}{{R}_{滑}′}$=$\frac{5V-3V}{7.5Ω}$=$\frac{4}{15}$A；
由I=$\frac{U}{R}$可知：
R_x=$\frac{{U}_{x}}{I′}$=$\frac{3V}{\frac{4}{15}A}$=11.25Ω．
故答案為：（1）9；（2）減小誤差；（3）11.25．

點評 用伏安法測電阻的實驗，考查了電表讀數、控制變量法、歐姆定律和滑動變阻器的應用，是初中物理非常重要的一個實驗，也是中考常考的內容，學生要熟練掌握．