2.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測(cè)定電阻Rx的阻值,所用滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20?  2A”字樣,電源電壓不變.該同學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟正確,閉合開(kāi)關(guān)K,觀察到電流表的示數(shù)為0.14A.當(dāng)他把滑動(dòng)變阻器的滑片移到中點(diǎn)位置(即滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為10Ω)時(shí),電壓表、電流表的示數(shù)分別為2.5V、0.20A.接著他又移動(dòng)滑片到某點(diǎn)A,這時(shí)電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖丙所示.

(1)據(jù)電路圖用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將實(shí)物電路(乙)連接完整.
(2)電源的電壓為4.5V.
(3)請(qǐng)?jiān)谙卤碇袑⒃撏瑢W(xué)尚未記錄的數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整,并計(jì)算出電阻值. (計(jì)算電阻時(shí),精確到0.1Ω)
電壓/V電流/A電阻/Ω電阻平均值/Ω
11.70.1412.112.3
22.50.2012.5
32.20.1812.2

分析 (1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖,可采用“電流流向法”,從電源的正極出發(fā),按照電流的流向,先串主電路,再將電壓表并在待測(cè)電阻的兩端;連接滑動(dòng)變阻器時(shí),要“一上一下”的原則,且向左移動(dòng)電阻變。
(2)先根據(jù)滑片在中點(diǎn)時(shí),利用歐姆定律的變形公式求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓,然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出電源電壓;
(3)根據(jù)歐姆定律和電壓表、電流表的示數(shù)以及串聯(lián)電路電壓的規(guī)律完成表格中的電壓和電流值;再利用歐姆定律的變形公式求出被測(cè)電阻的阻值,最后求出三次電阻的平均值即可.

解答 解:(1)采用“電流流向法”,電流從電源正極出發(fā),依次將開(kāi)關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器、電阻R串聯(lián)起來(lái),再將電壓表并聯(lián)在電阻Rx的兩端,滑動(dòng)變阻器注意“一上一下”原則連接即可,如下圖所示:

(2)根據(jù)題意可知,滑片在中點(diǎn)時(shí),電壓表的示數(shù)為2.5V,電流表的示數(shù)為0.2A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10Ω;
由I=$\frac{U}{R}$可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓:U=IR=0.2A×10Ω=2V;
因?yàn)榇?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,所以電源電壓:U=Ux+U=2.5V+2V=4.5V;
(3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟正確,即變阻器的滑片在阻值最大的位置時(shí),閉合開(kāi)關(guān)K,觀察到電流表的示數(shù)為0.14A,
由I=$\frac{U}{R}$可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓:
U最大=IR最大=0.14A×20Ω=2.8V;
因?yàn)榇?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,
所以被測(cè)電阻兩端電壓,即電壓表的示數(shù):U1=U-U最大=4.5V-2.8V=1.7V;
此時(shí)被測(cè)電阻的阻值:R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.7V}{0.14A}$≈12.1Ω;
滑動(dòng)變阻器在中點(diǎn)時(shí),被測(cè)電阻的阻值:R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω;
滑片在A點(diǎn)時(shí),根據(jù)圖2可知,電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,示數(shù)為2.2V;
根據(jù)圖3可知,電流表量程為0~0.06A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.18A;
則被測(cè)電阻的阻值:R3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.2V}{0.18A}$≈12.2Ω;
則被測(cè)電阻的平均值:Rx=$\frac{1}{3}$(R1+R2+R3)=$\frac{1}{3}$(12.1Ω+12.5Ω+12.2Ω)≈12.3Ω.
故答案為:(1)如上圖;(2)4.5;
(3)

電 壓
U/V
電 流
I/A
電 阻
RX
電 阻 平 均 值
RX
11.70.1412.112.3
22.50.2012.5
32.20.1812.2

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物圖的連接、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、電壓表和電流表的讀數(shù)以及多次測(cè)量求平均值,涉及的知識(shí)點(diǎn)較多,但都是基礎(chǔ)知識(shí),平時(shí)注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累和學(xué)習(xí).

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