Question

某同学用电压表和电流表测定待测电阻R的阻值，正确连接实验电路，电源电压不变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样．该同学实验步骤正确，闭合开关S，观察到电压表和电流表示数分别为1.7V和0.14A．继续实验将部分实验数据记录在如下表格中．

物理量 实验序号	电压/V	电流/A	电阻/Ω
1	1.7	0.14	12.1
2	2.2	0.18	12.2
3
4

（1）请你在虚线框中画出这次实验的电路图
（2）该同学所用电源电压为

4.5

V；
（3）图是第三次实验过程中两电表的示数，则此时待测电阻R=

12.5

Ω；
（4）该同学设想进行第4次实验：调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为1.5V，观察电流表示数．事实上实验并没有成功，其主要原因是

电压表的最小示数是1.7V

；
（5）实验过程中该同学发现几次的测量结果不同，其原因可能是

电阻随温度的变化而变化

．

Answer 1

分析：（1）实验电路图应该根据实验目的和现有实验器材、测量仪器确定；
（2）闭合开关，没有移动滑动变阻器滑片，说明变阻器接入电路的电阻最大--20Ω，已知此时电路电流，可以得到滑动变阻器两端电压，再根据串联电路总电压与分电压的关系，可以求出电源电压；
（3）读取电流表、电压表示数，必须先明确所选择的量程以及对应的分度值；已知电流、电压数值，利用公式R=

U

I

可以求出待测电阻的阻值；
（4）闭合开关，待测电阻两端电压为1.7V，此时滑动变阻器滑片位于最大阻值处，调节滑片位置，变阻器接入电路电阻减小，两端电压降低，待测电阻两端电压增大；
（5）根据电阻大小的影响因素分析灯丝电阻变化的原因．

解答：解：
（1）本实验目的是用电压表和电流表测量电阻，所以测量仪表是电流表、电压表，且电流表与待测电阻串联，电压表与待测电阻并联；同时为多次测量减小误差，应改变待测电阻两端电压和通过的电流，所以需要一个滑动变阻器与待测电阻串联．
（2）滑动变阻器两端电压为U₀=IR₀=0.14A×20Ω=2.8V
所以电源电压为U=U_x+U₀=1.7V+2.8V=4.5V
（3）因为电源电压为4.5V，甲图中电压表的示数为U=2.5V；电流表选择的是0～0.6A量程，电路电流为I=0.2A；待测电阻阻值为R_x=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω
（4）滑片位于最大阻值处时，滑动变阻器两端电压最高，调节滑片位置，变阻器接入电路电阻减小，电压降低；待测电阻两端电压最小为1.7V，滑片位置改变，待测电阻两端电压在1.7V的基础上增加；
（5）实验过程中，灯丝长度、横截面积、材料不变，灯丝两端电压不同，电流不同，灯丝温度不同，所以电阻不同，是因为电阻受温度影响．
故答案为：
（1）电路图如右：
　
（2）4.5　　
（3）12.5　　
（4）电压表的最小示数是1.7V
（5）电阻随温度的变化而变化

点评：滑动变阻器对电路电压或电流的调节是有限度的，当滑片位于最大阻值处，开始调节时，变阻器接入电路电阻减小，两端电压随之减小，用电器两端电压只能相应增大．