Question

小陆做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压为6伏且保持不变）、待测电阻R_X、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干，所有无件均完好．他连接电路进行实验，闭合电键后，在移动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.20～0.58安，电压表示数相应的变化范围为4.0伏～0伏，当移动变阻器滑片到某个位置时，电压表、电流表的示数分别如图（a）（b）．
（1）在方框内画出小陆设计的电路图；
（2）请将下表填写完整．（计算电阻时，精确到0.1欧）

物理量 实验序号	电压UX （伏）	电流IX （安）	电阻RX平均值 （欧）
1	2	0.20	10.1
2	3	0.30
3	6.0	0.58

Answer 1

分析：（1）根据伏安法测电阻的电路可知，当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，电路中的电流减小，结合串联电路的特点和电流表、电压表示数的变化情况分析电表测量的对象；
（2）根据电压表和电流表的最大示数确定量程，根据分度值读出示数，利用欧姆定律求出定值电阻的阻值，然后求出定值电阻的平均值．

解答：解：（1）根据伏安法测电阻时，当滑动变阻器接入电路的电阻增大时，电路中的总电阻变大，由I=

U

R

可知，电路中的电流减小，即电流表的示数变小；又因为串联电路起分压作用，所以滑动变阻器两端电压变大，则灯泡两端电压减小；根据题意可知，当电流表示数最大时，电压表示数最小，故电压表与滑动变阻器并联；
即滑动变阻器、小灯泡、电流表、开关串联在电路中，电压表并联在滑动变阻器两端．如下图所示：

（2）由题意知，电流表示数为0.2A时，电压表示数为4V，则灯泡两端电压为6V-4V=2V；
电压表最大示数是4V，因此电压表量程为0～15V，分度值是0.5V，电压表示数U₂=3V，故灯泡两端电压为6V-3V=3V，
电路中的最大电流为0.58A，因此电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为I₂=0.3A；
∵I=

U

R

∴R₁=

U1

I1

=

2V

0.2A

=10Ω，
R₂=

U2

I2

=

3V

0.3A

=10Ω，
R₃=

U3

I3

=

6V

0.58A

=10.34Ω；
电阻R_x平均值：
R_x=

1

3

（10Ω+10Ω+10.34Ω）≈10.1Ω；
故表格如下：

物理量 实验序号	电压UX （伏）	电流IX （安）	电阻RX平均值 （欧）
1	2	0.20	10.1
2	3	0.30
3	6.0	0.58

故答案为：（1）如上图所示；（2）表格同上．

点评：本题考查了电路图的设计、电压表与电流表的读数以及欧姆定律的应用；对电压表与电流表读数时首先要确定它们的量程与最小分度值，然后再根据电表指针位置读数，读数时视线要与电表刻度线垂直；难点是根据题意设计合理的电路图．