Question

【題目】小張同學做“用電流表、電壓表測電阻”的實驗，實驗器材齊全完好，所用電源的電壓為6伏．他先將滑片置于變阻器的一端，然后連接電路，閉合電鍵，在向變阻器另一端移動滑片的過程中，觀察到電壓表的示數從4伏逐漸變小到0伏、電流表的示數從0.2安逐漸變大到0.58安．小張經過思考后發現了實驗操作中的不當之處，隨后重新正確連接電路進行實驗．閉合電鍵后，移動變阻器的滑片到某個位置時，兩個電表的示數分別如圖（a）、（b）所示．根據該同學實驗中觀察到的現象，請將有關的數據填入表格內，并求出RX的阻值．（計算電阻時，精確到0.1歐）

Answer 1

【答案】

【解析】電流表的示數從0.2安逐漸變大到0.58安，電路中的電流增大，根據歐姆定律知道，電路中的電阻減小，即變阻器從阻值最大的一端向最小的一端移動；根據分壓原理，變阻器的電壓減小，由觀察到電壓表的示數從4伏逐漸變小到0伏，由串聯電路電壓的規律，所以電壓表并聯在變阻器的兩端；

根據上述分析知道，在滑動變阻器連入電路中阻值最大時，由串聯電路電壓的規律，待測電阻的電壓U待=6V-4V=2V，電路中對應的電流為I=0.2A，待測電阻的阻值是：Rx1=U待/I＝2V/0.2A=10Ω；當變阻器連入電路中電阻為0時，待測電阻的電壓為U′待=6V，電流I′=0.58A，待測電阻的大小Rx3 =U′待/I′=6V/0.58A=10.3Ω；

當移動變阻器的滑片到某個位置時，圖（a）中，若電壓表選用大量程，分度值為0.5V，示數為4.5V；若選用小量程，分度值為0.1V，示數為0.9V；圖（b）中，若電流表選用大量程，分度值為0.1A，示數為2.2A；若選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.44A；因當變阻器連入電路中的電阻為0時，此時電路的總電阻最小，根據歐姆定律，電路中的電流最大電流為0.58A，所以，閉合電鍵后，移動變阻器的滑片到某個位置時，電流表的示數只能小于0.58A，故此時電流表示數為I″待 =0.44A；

因第1次實驗操作中，當變阻器連入電路中的電阻最大時，待測電阻的電壓為2V，當移動變阻器的滑片到某個位置時，根據分壓原理，變阻器的電壓減小，由串聯電路電壓的規律，待測電阻的電壓增大，所以電壓表示數只能大于2V，應為U″待 =4.5V，此時的待測電阻Rx3 =U″待/I″待=4.5V/0.44A=10.2Ω；

為提高測量的準確程度，將三次測量的平均值作為最后的測量結果：

Rx =10.0Ω+10.3Ω+10.2Ω/3=10.2Ω，將有關數據填入下表中