Question

10．小林用電源、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器（標(biāo)有“20Ω  1A”字樣）、電鍵、導(dǎo)線等器材來測定電阻R_X的值．閉合電鍵S，無論怎么移動(dòng)變阻器滑片，電壓表的示數(shù)始終為1.0伏，電流表示數(shù)始終為0.10安．產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是滑動(dòng)變阻器下端兩個(gè)接線柱連接在電路中
接著，小林經(jīng)過思考、分析后，重新進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)．若電源電壓保持不變，在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過程中，他發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)最大示數(shù)為0.28安．當(dāng)他把變阻器的滑片移到某一位置，電壓表、電流表的示數(shù)如圖a、b所示，此時(shí)它們的讀數(shù)分別為2.3V、0.24A．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中記錄的數(shù)據(jù)，則待測電阻的電阻平均值是10.1歐．（計(jì)算電阻時(shí)，精確到0.1歐）

Answer 1

分析 ①滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)過程中，電流表、電壓表的示數(shù)不變，說明滑動(dòng)變阻器不起作用，則滑動(dòng)變阻器可能接了下面兩個(gè)接線柱或上面兩個(gè)接線柱，根據(jù)示數(shù)的大小判斷具體原因；
②根據(jù)電流表的最大值確定電流表的量程；
先根據(jù)電壓表示數(shù)為1.0V和0.1A求出被測電阻的阻值，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式求出電壓表示數(shù)的最大值，從而確定電壓表的量程，最后根據(jù)儀表的分度值以及指針的位置讀出電壓表和電流表的示數(shù)．
③根據(jù)電壓表和電流表的示數(shù)以及歐姆定律的變形公式求出被測電阻的阻值，再根據(jù)兩次計(jì)算的結(jié)構(gòu)求待測電阻的電阻平均值．

解答 解：①閉合電鍵S，無論怎么移動(dòng)變阻器滑片，電壓表的示數(shù)始終為1.0伏，電流表示數(shù)始終為0.10安，說明滑動(dòng)變阻器不起作用；
根據(jù)右圖電流表和電壓表示數(shù)可知，電流表和電壓表的示數(shù)都減小，因此滑動(dòng)變阻器下端兩個(gè)接線柱連接在電路中；
②因?yàn)殡娏鞅淼淖畲笾禐?.28A，因此電流表的量程為0～0.6A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，被測電阻的阻值：R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
被測電阻兩端的最大電壓：U_最大=I_最大R_x=0.28A×10Ω=2.8V，因此電壓表的量程為0～3V，
被測電阻R_x′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{3V}{0.28A}$≈10.7Ω
根據(jù)圖（a）可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.3V；
根據(jù)圖（b）可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，被測電阻的阻值：R_x″=$\frac{U″}{I″}$=$\frac{2.3V}{0.24A}$≈9.6Ω；
待測電阻的電阻平均值：$\overline{{R}_{x}}$=$\frac{1}{3}$（10Ω+10.7Ω+9.6Ω）=10.1Ω．
故答案為：滑動(dòng)變阻器下端兩個(gè)接線柱連接在電路中；2.3V；0.24A；10.1．

點(diǎn)評 本題考查了滑動(dòng)變阻器的使用、電流表和電壓表量程的確定以及歐姆定律的應(yīng)用，熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律是正確解答本題的關(guān)鍵．