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小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,实验器材齐全完好,所用电源的电压为6伏.他先将滑片置于变阻器的一端,然后连接电路,闭合电键,在向变阻器另一端移动滑片的过程中
题目详情
小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,实验器材齐全完好,所用电源的电压为6伏.他先将滑片置于变阻器的一端,然后连接电路,闭合电键,在向变阻器另一端移动滑片的过程中,观察到电压表的示数从4伏逐渐变小到0伏、电流表的示数从0.2安逐渐变大到0.58安.小张经过思考后发现了实验操作中的不当之处,随后重新正确连接电路进行实验.闭合电键后,移动变阻器的滑片到某个位置时,两个电表的示数分别如图(a)、(b)所示.根据该同学实验中观察到的现象,请将有关的数据填入表格内,并求出RX的阻值.(计算电阻时,精确到0.1欧)___
实验 序号 | 电压Ux (伏) | 电流Ix (安) | 电阻Rx (欧) | 电阻Rx平均值 (欧) |
1 | 0.2 | |||
2 | ||||
3 | 0.58 |
▼优质解答
答案和解析
电流表的示数从0.2安逐渐变大到0.58安,电路中的电流增大,根据欧姆定律,电路中的电阻减小,变阻器连入电路中的电阻变小,即变阻器从阻值最大的一端向最小的一端移动;根据分压原理,变阻器的电压减小,由串联电路电压的规律,定值电阻的电压增大,所以电压表并联在变阻器的两端了;
由观察到电压表的示数从4伏逐渐变小到0伏、电流表的示数从0.2安逐渐变大到0.58安条件可知:在滑动变阻器连入电路中阻值最大时,
由串联电路电压的规律,待测电阻的电压U待=6V-4V=2V,
电路中对应的电流为I=0.2A,
待测电阻的Rx1=
=
=10Ω;
当变阻器连入电路中电阻为0时,待测电阻的电压为U′待=6V,电流I′=0.2A,
待测电阻的大小Rx3=
=
=10.3Ω;
图(a)中,若电压表选用大量程,分度值为0.5V,示数为4.5V;
若选用小量程,分度值为0.1V,示数为0.9V;
图(b)中,若电流表选用大量程,分度值为0.1A,示数为2.2A;
若选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.44A;
因当变阻器连入电路中的电阻为0时,此时电路的总电阻最小,根据欧姆定律,电路中的电流最大电流为0.58A,
所以,闭合电键后,移动变阻器的滑片到某个位置时,电流表的示数只能小于0.58A,
故此时电流表示数为I″待=0.44A;
因第1次实验操作中,当变阻器连入电路中的电阻最大时,待测电阻的电压为2V,
当移动变阻器的滑片到某个位置时,根据分压原理,变阻器的电压减小,由串联电路电压的规律,待测电阻的电压增大,
所以电压表示数只能大于2V,应为U″待=4.5V,此时的待测电阻Rx3=
=
=10.2Ω.
为提高测量的准确程度,将三次测量的平均值作为最后的测量结果:
Rx=
=10.2Ω,将有关数据填入下表中:
故答案为:如上表所示;10.2Ω
由观察到电压表的示数从4伏逐渐变小到0伏、电流表的示数从0.2安逐渐变大到0.58安条件可知:在滑动变阻器连入电路中阻值最大时,
由串联电路电压的规律,待测电阻的电压U待=6V-4V=2V,
电路中对应的电流为I=0.2A,
待测电阻的Rx1=
U待 |
I |
2V |
0.2A |
当变阻器连入电路中电阻为0时,待测电阻的电压为U′待=6V,电流I′=0.2A,
待测电阻的大小Rx3=
U′待 |
I′ |
6V |
0.58A |
图(a)中,若电压表选用大量程,分度值为0.5V,示数为4.5V;
若选用小量程,分度值为0.1V,示数为0.9V;
图(b)中,若电流表选用大量程,分度值为0.1A,示数为2.2A;
若选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.44A;
因当变阻器连入电路中的电阻为0时,此时电路的总电阻最小,根据欧姆定律,电路中的电流最大电流为0.58A,
所以,闭合电键后,移动变阻器的滑片到某个位置时,电流表的示数只能小于0.58A,
故此时电流表示数为I″待=0.44A;
因第1次实验操作中,当变阻器连入电路中的电阻最大时,待测电阻的电压为2V,
当移动变阻器的滑片到某个位置时,根据分压原理,变阻器的电压减小,由串联电路电压的规律,待测电阻的电压增大,
所以电压表示数只能大于2V,应为U″待=4.5V,此时的待测电阻Rx3=
U″待 |
I″待 |
4.5V |
0.44A |
为提高测量的准确程度,将三次测量的平均值作为最后的测量结果:
Rx=
10.0Ω+10.3Ω+10.2Ω |
3 |
实验 序号 | 电压Ux (伏) | 电流Ix (安) | 电阻Rx (欧) | 电阻Rx平均值 (欧) |
1 | 2 | 0.2 | 10.0 | 10.2 |
2 | 4.5 | 0.44 | 10.2 | |
3 | 6 | 0.58 | 10.3 |
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