Question

5．小華同學做“用電流表、電壓表測電阻”實驗，現有電源（電壓為2伏的整數倍且保持不變）、待測電阻R、電流表、電壓表（只有0-3伏檔完好）、滑動變阻器（標有“20? 2A”字樣）、電鍵以及導線若干．實驗中，小華正確連接電路，且使變阻器接入電路中的電阻最大，閉合電鍵時電表示數如圖（a）、（b）所示．
小華的實驗記錄

實驗序號	電壓表示數（伏）	電流表示數（安）
1	1.4	0.30
2	…	…
3	…	…

①通過計算說明實驗所用電源的電壓．
②小華移動變阻器的滑片，觀察到電表示數變化范圍較小．然后他調整了電表的接入位置重新實驗：
（a）根據圖中電表的示數等信息判斷，在閉合電鍵時能否使變阻器接入電路中的電阻最大，并簡述理由．
（b）根據小華重新實驗中所記錄的一組數據（見表），計算待測電阻R_x的阻值（精確到0.1歐）．

Answer 1

分析 ①搞清電壓表、電流表的分度值，正確讀出電壓表、電流表的示數，由歐姆定律求出變阻器的電壓，根據串聯電路電壓的特點求電源電壓，由電壓為2伏的整數倍且保持不變，最終確定電壓的大小；
②（a）移動變阻器的滑片，觀察到電表示數變化范圍較小．然后他調整了電表的接入位置，據此判斷出電表為電壓表，因原電路電路連接正確，故電壓表并聯在變阻的兩端；求出此時變阻的電壓與3V比較，確定答案；
（b）根據電壓表改接后的讀數，由串聯電路電壓的特點求出定值電阻的電壓U′_定，根據歐姆定律求待測電阻R_x的阻值．

解答 解：①電壓表、電流表均選用小量程，分度值分別為0.1V、0.02A，電壓表示數為2.5V，
電流表示數I=0.16A，因電路連接正確，電壓表測定值電阻的電壓，U_定=2.5V，滑動變阻器連入電器中的電阻最大，R_滑=20Ω，變阻器的電壓U_滑=R_滑I=20Ω×0.16A=3.2V，根據串聯電路電壓的特點，電源電壓
U=U_定+U_滑=2.5V+3.2V=5.7V．根據電壓為2伏的整數倍且保持不變，考慮到測量中的誤差，
電源電壓U應為6V；
②（a）電流表只能串聯在電路中，改變連接的位置對其示數沒有影響，可知此表一定是電壓表，因原電路連接正確，電壓表并聯在定值電阻兩端，調整了電表的接入位置重新實驗，故電壓表現并聯在變阻器的兩端了．若將變阻器接入電路中的電阻最大，由題中條件知，變阻器的電壓U′_滑=U_滑=3.2V＞3V，
超出電壓表0-3V的量程，故閉合電鍵時不能將變阻器接入電路中的電阻最大；
（b）電壓表改接后的讀數為1.4V，定值電阻的電壓U′_定=6V-1.4V=4.6V，由表中記錄的一組數據，此時電流I′=0.30A，待測電阻R_x=$\frac{{U′}_{定}}{I′}$=$\frac{6.0V-1.4V}{0.3A}$=15.3Ω
答：①所用電源的電壓為6V；
②（a）故閉合電鍵時不能將變阻器接入電路中的電阻最大，因此時變阻器的電壓超過了電壓表的量程；
（b）待測電阻為15.3Ω．

點評 本題用電流表、電壓表測電阻，重在考查分析、推理能力，難度較大．