某同学用电压表和电流表测定待测电阻RX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K,观察到电压表和电流表示数分别为1.7V和0.14A.继续实验,又测得二组数据,记录在表格中.
| 实验序号﹨物理量 | 电压/V | 电流/A | 电阻/ |
| 1 | 1.7 | 0.14 | 12.1 |
| 2 | 2.2 | 0.18 | 12.2 |
| 3 | 2.5 | 0.20 | 12.5 |
(1)请你在方框(图丙)中画出这次实验的电路图.
(2)该同学所用电源电压为______V;
(3)计算待测电阻Rx的阻值为______Ω,
(4)请在图甲、乙中分别标出第3次测量的电压表和电流表指针所在位置和所选量程.
(5)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,事实上实验没有做成功,其主要原因是______.
试题答案
解:(1)电路图如图所示:
(2)刚闭合开关时,滑动变阻器的阻值最大为20Ω,由第一组数据知,滑动变阻器两端的电压为U滑=IR滑=0.14A×20Ω=2.8V
则电源电压U=1.7V+2.8V=4.5V
(3)Rx===12.3Ω;
(4)电压表的示数为2.5V,所以电压表可选择0~3V的量程,电流表的示数为0.2A,所以电流表可选择0~0.6A的量程,如图所示:
(5)当电压表的示数为1.5V时,滑动变阻器两端的电压为U滑=4.5V-1.5V=3V;
此时电路中的电流I===0.12A
则R滑===25Ω,而滑动变阻器的最大阻值只有20Ω,所以无法完成.
故答案为:(1)见上图;(2)4.5;(3)12.3;(4)见上图;(5)变阻器阻值无法再调大了(或滑动变阻器的最大阻值太小).
试题解析
(1)掌握电路图的画法,电压表与电阻并联,电流表串联在电路中,不要漏掉滑动变阻器;
(2)刚闭合开关时,滑动变阻器的阻值最大,根据第一组数据结合串联电路的电流、电压规律及欧姆定律计算出电源电压;
(3)求出三次电阻值的平均值,便等于Rx的阻值;
(4)首先根据数据确定电流表和电压表的量程和分度值,并画出指针的位置;
(5)根据电压表的示数及电源电压,结合欧姆定律计算出第四次滑动变阻器的阻值进行分析.
点评:此题是测定待测电阻的阻值实验,考查了电路图的画法,欧姆定律在串联电路中的应用,还考查了电流表、电压表的读数及电阻的计算,要掌握欧姆定律的基本公式并能进行变形应用.
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