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.继续实验又测得两组数据,记录在如下表格中:物理量实验序号电压/V电流/A电阻/Ω11.70.1412.122.20.1812.232.50.2012.5(1)请用笔画线代替导线将实物图连接完整(要求滑片向右移,电压表示数变大)(2)该同学所用电源电压为______V.(3)实验中测出电阻Rx的阻值为______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,事实上实验没有做成功,其主要原因是______.

问题描述:

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.继续实验又测得两组数据,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 2.5 0.20 12.5
(1)请用笔画线代替导线将实物图连接完整(要求滑片向右移,电压表示数变大)
(2)该同学所用电源电压为______V.
(3)实验中测出电阻Rx的阻值为______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,事实上实验没有做成功,其主要原因是______.

(1)滑片右移电压表示数变大,说明滑片右移时电路电流变大,电路阻值变小,滑动变阻器应接b接线柱.把滑动变阻器的b接线柱与电流表的0.6A接线柱相连,把电压表3V接线柱与待测电阻由端接线柱相连,电路图如图所示.

(2)闭合开关S,滑动变阻器阻值R=20Ω,此时,电路电流I=0.14A,待测电阻电压Ux=1.7V,
由欧姆定律得,滑动变阻器两端电压U=IR=0.14A×20Ω=2.8V,电源电压U=Ux+U=1.7V+2.8V=4.5V.
(3)待测电阻Rx的阻值Rx=

12.1Ω+12.2Ω+12.5Ω
3
≈12.3Ω.
(4)电压表的示数为Ux=1.5V时,滑动变阻器电压U=U-Ux=4.5V-1.5V=3V,
电路电流I=
UX
RX
=
1.5V
12.3Ω
≈0.12A,
此时滑动变阻器阻值R=
U
I
=
3V
0.12A
=25Ω,而滑动变阻器最大阻值为20Ω,不能满足实验要求,即滑动变阻器阻值太小.
故答案为:(1)连接如上图所示;(2)4.5;(3)12.3;(4)滑动变阻器的最大阻值偏小.
答案解析:(1)电压变、电流表、滑动变阻器连接不完整,将电压表并联在Rx两端,把电流表、滑动变阻器串联在电路里.
(2)已知电路电流I,待测电阻两端的电压Ux,由U=IR可求出滑动变阻器两端的电压U,则电源电压U=Ux+U
(3)求出3个测量值的平均值,即待测电阻的阻值.
(4)已知电压表示数,由欧姆定律求出电路电流I;由串联电路的特点求出滑动变阻器两端的电压U,由欧姆定律求出此时滑动变阻器的阻值,看滑动变阻器能不能满足实验要求;得出结论.
考试点:实物的电路连接;欧姆定律的应用;伏安法测电阻的探究实验.
知识点:本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的计算、实验数据的处理、滑动变阻器和电表的正确使用,涉及的知识点较多,但都是基础知识,平时注意基础知识的积累和学习.