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 |
(2)该同学所用电源电压为________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=________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________;
(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________.
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=Ux+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Rx===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
(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=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.
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.