Question

【題目】小芳利用圖甲中的電路測(cè)量未知電阻Rx的阻值。滑動(dòng)變阻器最大阻值為R，請(qǐng)按要求回答下列問題：

（1）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P 置于阻值 ___端（選填“最大”或“最小”）。

（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù)。小芳利用另一只完好的電壓表進(jìn)行檢測(cè)，把電壓表分別接在a、b之間和b、c之間，電壓表均有示數(shù)；接在a、c之間，電壓表無數(shù)。如果電路連接完好，且只有一個(gè)元件有故障，該故障是_________。

（3）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄多組數(shù)據(jù)。畫出了待測(cè)電阻Rx的I-U圖像，如圖乙所示。由圖像可得Rx =_____Ω。

（4）當(dāng)電流表的讀數(shù)不準(zhǔn)時(shí)，小芳利用實(shí)驗(yàn)中的電壓表和滑動(dòng)變阻器也測(cè)出該電阻Rx。

請(qǐng)你幫她將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：

①按照所設(shè)計(jì)的電路圖連接好電路；

②將滑片移至最大阻值處，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U1；

③______________，測(cè)得電壓表示數(shù)為U2 。

④根據(jù)滑動(dòng)變阻器最大阻值R和所測(cè)量的物理量，寫出該電阻的表達(dá)式：Rx=_____。

Answer 1

【答案】最大 滑動(dòng)變阻器R斷路 4 將滑片移至最小阻值處，閉合開關(guān)

【解析】

(1)[1]為保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于阻值最大端。

(2)[2]閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù)，說明電路某處斷路，電路不通，所以電流表無示數(shù)。a、b之間有電壓，說明開關(guān)、電源完好；b、c之間有電壓，說明電流表、Rx均完好，滑動(dòng)變阻器斷路。

(3)[3]由圖像可知，Rx阻值一定，當(dāng)其兩端電壓為U=2V時(shí)，通過它的電流為I=0.5A，則

Rx ===4Ω。

(4)[4][5] 滑動(dòng)變阻器最大阻值為R，由電路圖可知，只利用電壓表測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)思路為：當(dāng)滑片移至最大阻值處時(shí)，電壓表的示數(shù)（Rx兩端電壓）為U1。設(shè)電源電壓為U，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U- U1，此時(shí)電路中電流為：

I=，

則電源電壓為：

U=IR總=(R+ Rx)；

當(dāng)滑片移至最小阻值處時(shí)，電壓表的示數(shù)（Rx兩端電壓）為U2，因此時(shí)電路為Rx的簡(jiǎn)單電路，則U2即為電源電壓，將U2帶入上式得：

U2=(R+ Rx)；

解得：

Rx=。

所以，實(shí)驗(yàn)步驟為：

①按照所設(shè)計(jì)的電路圖連接好電路；

②將滑片移至最大阻值處，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U1；

③將滑片移至最小阻值處，閉合開關(guān)，測(cè)得電壓表示數(shù)為U2 。

④根據(jù)滑動(dòng)變阻器最大阻值R和所測(cè)量的物理量，寫出該電阻的表達(dá)式：Rx=。