Question

【题目】某小组同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验，现有电源（电压保持不变）、待测电阻Rx、电流表、电压表（只有0~3伏档完好）、滑动变阻器A、B两个待选（A标有“20Ω 2A”字样、B标有“5Ω 1A”字样）、电键及导线若干。该小组同学将待测电阻Rx、电流表、电键、滑动变阻器等串联接入电路后，再将电压表并联在Rx两端。闭合电键后，在移动滑片的过程中发现两电表的示数如序号1所示，且始终不变。该小组同学经过思考后重新调整电路并实验，记录下另外两次实验的数据如序号2和3所示。

（1）该小组同学重新调整电路前使用的滑动变阻器规格是_______。（选填“A”或“B”)

（2）实验所用电源的电压为_________伏。

（3）请将下表填写完整（计算电阻时，精确到0.1欧）

物理量 序号	电流（安）	电压（伏）	电阻Rx（欧）	电阻Rx平均值（欧）
1	0.20	3.0	...	___________
2	0.22	0.6	...
3	0.24	0.3	_______

Answer 1

【答案】B 4 15.4 15.3

【解析】

（1）将电压表并联在Rx两端。闭合电键后，在移动滑片的过程中发现两电表的示数如序号1所示，由欧姆定律求出这次测量待测电阻的大小，根据两表示数始终不变确定变阻器连接的两种可能：若变阻器连入电路中的电阻为0可得出电源电压；由表中第2次数据，根据欧姆定律得出待测电阻的电压并与得出电源电压比较，分析这种情况的可能性；从而确定变阻器的连接方式；再根据电阻的串联和欧姆定律假设20Ω的变阻器连入电阻中求出电源电压U″，结合第1次实验测量的电阻R1=15Ω和在第2次实验中，电压表示数为0.6V，电流为0.22A，由欧姆定律可知确定后两次实验电压表连接的位置；若电源电压为U″，根据串联电路电压的规律求出待测电阻的电压为，此时的电流为0.22A，由欧姆定律，得出待测电阻值远大于15Ω；综上确定选用的变阻器的规格；
（2）重新调整电路前，根据电阻的串联和欧姆定律得出电源电压；
（3）由欧姆定律分别得出第2、3次实验的电阻，从而得出三次测量电阻的平均值。

（1）将电压表并联在Rx两端，闭合电键后，在移动滑片的过程中发现两电表的示数如序号1所示，由欧姆定律可得，这次测出的待测电阻阻值：，移动滑片时两表示数始终不变，则说明变阻器没有了变阻的作用；若变阻器连入电路中的电阻为0，则电源电压为3V，由表中第2次数据，根据欧姆定律可得，此时待测电阻的电压为：U′=I2×R1=0.22A×15Ω=3.3V＞3V，所以不可能是变阻器连入电路中的电阻为0，只能是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中；若将20Ω的变阻器连入电阻中，在重新调整电路前，根据电阻的串联和欧姆定律可得，电源电压为：U″=I1（R1+R滑A）=0.20A×（15Ω+20Ω）=7V；第1次实验测量的电阻R1=15Ω；在第2次实验中，电压表示数为0.6V，电流为0.22A，若电压表接在待测电阻两端，由欧姆定律可求出待测电阻远小于15Ω，所以电压表一定不是接在待测电阻的两端，且2、3次实验时电压表示数不同，故后两次实验中电压表只能是并联在滑动变阻器的两端；在第2次实验中（即调整电路后），若电源电压为7V，则待测电阻的电压为7V-0.6V=6.4V，此时的电流为0.22A，由欧姆定律可求出待测电阻值约为29Ω，大于15Ω；综上可知，电源电压不是7V，也不是选用20Ω的变阻器，故只能是选用“5Ω 1A”的B滑动变阻器；

（2）重新调整电路前，根据电阻的串联和欧姆定律可得电源电压为：U=U1+I1R滑B=3.0V+0.20A×5Ω=4V；

（3）由串联电路的特点和欧姆定律可得，第2、3次实验待测电阻的阻值：，，三次测量电阻的平均值：。