Question

【題目】小閔同學在做“用電流表、電壓表測電阻”的實驗中，選用了若干節新的干電池作為電源，標有“20歐 1安”字樣的滑動變阻器及其它相關器材．他先用導線把待測電阻、滑動變阻器、電流表、電源、電鍵串聯連接，再把電壓表并聯接入電路中．實驗中，小閔根據需要改變了電表量程，但沒改變各電表接入的位置．在保持電路安全的情況下小閔移動滑片，他記錄下了電壓表的最大示數為6伏，最小示數為2.6伏；且觀察到電壓表的示數從6伏變化到4.5伏時電流表示數的變化量為0.29安．
（1）滑動變阻器上標有的“20歐 1安”字樣，其意義是 ．
（2）請判斷電壓表所接的位置，并簡述理由．
（3）根據以上信息請將實驗數據記錄表填寫完整．

物理量 實驗序號	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）
1
2
3

Answer 1

【答案】
（1）表示滑動變阻器的最大電阻為20Ω，變阻器允許通過的最大電流為1安
（2）為保護電路的安全，連接電路時，滑動變阻器連入電路中的電阻應最大，根據分壓原理，此時變阻器的電壓最大，由串聯電路的電壓規律，待測電阻的最小，所以電壓表并聯在變阻器的兩端
（3）1.5；0.3；3；0.59；4.9；1
【解析】解：（1）表示滑動變阻器的最大電阻為20Ω，變阻器允許通過的最大電流為1安；（2）因電壓表示數是變化的，所以電壓表不可能并聯在電源兩端，只能并聯在待測電阻的兩端或變阻器的兩端．為保護電路的安全，連接電路時，滑動變阻器連入電路中的電阻應最大，根據分壓原理，此時變阻器的電壓最大，由串聯電路的電壓規律，待測電阻的最小，所以電壓表并聯在變阻器的兩端；（3）①滑動變阻器連入電路中的電阻最大時，根據分壓原理，變阻器有最大電壓為U1=6V， 根據歐姆定律，此時通過變阻器的電流I1= = =0.3A；
②當逐漸減小變阻器連入電路中的阻值，電壓表示數減小為U2=4.5V時，電路中的電流應增大，
根據電壓表的示數從6伏變化到4.5伏時電流表示數的變化量為0.29安，
此時的電流應為I2=0.3A+0.29A=0.59A；
③在繼續減小變阻器連入電路中的電阻的過程中，電路中的電流逐漸增大，當增大為I3=1A時，此時變阻器的電壓最小為U3=2.6V；
因選用了若干節新的干電池作為電源，所以每節干電池的電壓為1.5V，
因電壓表示數為6V，
由串聯電路電壓的規律，電源電壓大于6V，
所以電源的節數n＞ =4（節）…Ⅰ；
設有n節新干電池，則電源電壓為1.5V×n，
在①中，根據歐姆定律，待測電阻的電壓為1.5V×n﹣6V，
根據歐姆定律Rx1= = ，
在③中，電源電壓U=1.5V×n，
電路的總電阻R3= = ，
因Rx1＜R3 ，
即 ＜ ，解之n＜5.71（節）…Ⅱ，
由Ⅰ、Ⅱ可得，電池的節數只能為5，
當n=5時，電源電壓為7.5V，
在①中，根據串聯電路電壓的規律，
待測電阻的電壓Ux1=7.5V﹣6V=1.5V，對應的電流為Ix1=0.3A；
在②中，同理，待測電阻的電壓Ux2=7.5V﹣4.5V=3V，對應的電流為Ix2=0.59A；
在③中，同理，待測電阻的電壓Ux3=7.5V﹣2.6V=4.9V，對應的電流為Ix3=1A．
將有關數據填入表中，如下所示：

物理量 實驗序號	電壓Ux （伏）	電流Ix （安）
1	1.5	0.3
2	3	0.59
3	4.9	1

所以答案是：（1）表示滑動變阻器的最大電阻為20Ω，變阻器允許通過的最大電流為1安；（2）為保護電路的安全，連接電路時，滑動變阻器連入電路中的電阻應最大，根據分壓原理，此時變阻器的電壓最大，由串聯電路的電壓規律，待測電阻的最小，所以電壓表并聯在變阻器的兩端；（3）如上表所示．
【考點精析】認真審題，首先需要了解歐姆定律及其應用(歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)．