Question

20．小剛、小明分別做“用電流表、電壓表測電阻”的實驗，實驗器材齊全并完好，其中：電源電壓相等保持不變，待用滑動變阻器有兩種規(guī)格（分別標有“10Ω 2A”、“20Ω 2A”的字樣），待測電阻Rx規(guī)格相同．實驗中，兩位同學所用的變阻器不同，但他們在連接電路時都將滑片置于變阻器的一端．閉合開關(guān)，他們所觀察到電流表、電壓表的示數(shù)均為圖（a）、（b）所示，接著在向變阻器另一端移動滑片的過程中，小剛發(fā)現(xiàn)電路中兩電表的示數(shù)均變小，而小明卻發(fā)現(xiàn)電路中兩電表的示數(shù)均變大．在思考并解決實驗問題后，兩位同學均完成實驗，其中一位同學將他所正確測得的兩組實驗數(shù)據(jù)記錄在草稿紙上，如圖（c）所示．根據(jù)以上信息分析：

（1）電路連接完全正確的是小明；
（2）另一同學電路連接存在的問題是閉合開關(guān)前將滑動變阻器滑片位于最小阻值處；
（3）實驗數(shù)據(jù)是小明記錄的；
（4）兩位同學實驗所用的電源電壓為6V．

Answer 1

分析 伏安法測電阻時，被測電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表與被測用電器并聯(lián)，電流表測量電路中電流，根據(jù)滑片移動時，電壓表、電流表示數(shù)的變化可知電壓表測量的對象；然后根據(jù)圖1和圖2確定電流表和電壓表的量程，并讀出電流表和電壓表的示數(shù)，再結(jié)合串聯(lián)電路的特點和歐姆定律求出電源電壓．

解答 解：（1）當滑動變阻器從一端向另一端移到時，如果滑動變阻器接入電路的阻值逐漸增大，則根據(jù)歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，電路中的電流逐漸減小，即電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)也變小，故電壓表測量被測電阻兩端電壓，閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片位于最小阻值處，電路連接不正確；這是小剛的實驗，電路連接有誤；
如果滑動變阻器接入電路的阻值逐漸變小，則根據(jù)歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，電路中的電流逐漸增大，即電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)也變大，電壓表測量被測電阻兩端電壓，閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片位于最大阻值處，電路連接正確；這是小明的實驗，電路連接正確；
（2）由以上分析可知，小剛連接電路時，閉合開關(guān)前將滑動變阻器滑片位于最小阻值處；
（3）由圖c的數(shù)據(jù)可知，電流逐漸變大，電壓逐漸變大，所以是小明記錄的實驗數(shù)據(jù)；
（4）由題意可知，他們所觀察到電流表、電壓表的示數(shù)均為圖（a）、（b）所示，
小剛連接的電路誤將滑動變阻器的滑片位于最小阻值處，即接入電路中的電阻為0，電壓表的示數(shù)即為電源電壓；
小明連接的電路將滑動變阻器的滑片位于最大阻值處，即接入電路中的阻值為最大值，電壓表的示數(shù)為定值電阻兩端的電壓；
所以小明連接的電路中，電壓表應(yīng)該選取量程為0～3V，小剛連接的電路中應(yīng)該選取量程為0～15V，分度值為0.5V，所以示數(shù)應(yīng)為6V，即電源電壓為6V．
故答案為：（1）小明；（2）閉合開關(guān)前將滑動變阻器滑片位于最小阻值處；（3）小明；（4）6．

點評 本題考查了歐姆定律的應(yīng)用、滑動變阻器和電壓表，以及電壓表的使用等知識，關(guān)鍵是明白伏安法測未知電阻實驗的原理以及串聯(lián)電路的特點．