Question

在“伏安法测定值电阻”的实验中，小明同学所用电源电压恒定不变，但电源电压未知，滑动变阻器标有“20Ω 1．5A”字样，电压表和电流表的量程合适，他已连接了电路，如图甲所示．请你接着完成下列问题．

（1）当电压表示数为2．4V时，电流表的示数如图乙所示，其示数为________A，电阻丝的电阻为________Ω．

（2）进行了上步计算后，小明认为实验就完成了，小亮则认为，仅这样就得出电阻的阻值不够可靠，原因是_____________________．

（3）小芳连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的过程中发现，当电流表示数变大时，电压表示数反而减小；当电流表示数变小时，电压表示数反而增大．经检查所用器材均完好，你认为出现上述实验现象的原因是___________．

（4）小芳正准备继续实验，发现电压表已损坏．她利用余下的电流表和滑动变阻器完成对R_x的再一次测量，请你在图丙的虚线框中画出设计的电路图，并完成下列步骤．

①按照电路图连接好电路．

②调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为____时，读出电流表的示数I₁．

③再次调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为________时，读出电流表的示数I₂．

④根据已知条件和测量结果，写出定值电阻的表达式：R_x＝________Ω．（用I₁、I₂表示）

Answer

（1）0．24；10；（2）没进行多次测量，读数存在误差；

（3）电压表并联在滑动变阻器两端；（4）如电路图；0；20Ω；20I2/I1−I2

【解析】

试题分析：（1）电流表选择0～0．6A量程，每一个大格代表0．2A，每一个小格代表0．02A，电流为0．24A，R=U/I=2．4V/0．24A=10Ω；

（2）定值电阻的阻值不变，要测实验，读数存在误差，为了使测量更准确，要进行多次测量，求电阻的平均值；

（3）电源电压恒定，电流表串联在电路中，电流表示数增大，定值电阻电流增大，电压增大，滑动变阻器电压减小，电流表示数减小，定值电阻电流减小，电压减小，滑动变阻器电压增大，所以，电压表并联在滑动变阻器两端；

（4）没有电压表，可以利用滑片滑到A端和B端，使电路处于两种状态，电源电压相等求解，利用滑动变阻器滑到A端，只有定值电阻RX 接入电路，测得电流I1 ，滑动变阻器滑到B端，定值电阻与滑动变阻器最大值20Ω串联在电路中，测得电流I2 ，如图

根据电路在两种状态下电源电压相等，所以，I1 RX =I2（RX +20Ω），所以，RX =20ΩI2/I1−I2Ω。

考点：伏安法测电阻的探究实验；实物的电路连接；电流表的读数方法；滑动变阻器的使用；欧姆定律的应用；电路图设计