Question

（7分）小明同學利用如圖甲所示電路來探究串聯(lián)電路中導體兩端電壓與導體的電阻的關系，圖中R₀的阻值為10Ω，電源電壓恒為3V；他分別用5Ω、10Ω、20Ω等三個電阻替換R_x接在ab之間，并讀出對應的電壓表的示數(shù)，繪制成如圖乙所示的U_x－R圖像。

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的電壓表接在R_x兩端；
（2）根據(jù)圖像信息可知：串聯(lián)電路中，其中一導體R₀的電阻不變時，另一導體R_x的電阻越大，R_x兩端電壓越______；由此規(guī)律可知在如圖所示電路中，當變阻器的滑片P向左移動時，電壓表的示數(shù)將變______；

（3）如果用導線替換R_x接在ab之間，則電壓表的示數(shù)為接近_____V；若電阻R_x斷路，則電壓表的示數(shù)接近_____V；
（4）小明同學在ab間接入某一未知電阻R_x（定值）時，電壓表的示數(shù)為0.5 V，則R_x的阻值是_____________Ω；若電壓表的示數(shù)為U_x ，則計算R_x的表達式為：R_x =__________。（用字母U_x、R₀和電源電壓U表示）

Answer 1

（1）如右圖；

（2）大；小 ；（3）0；3；（4）2；U_xR₀/（U-U_x）

解析試題分析：（1）探究串聯(lián)電路中導體兩端電壓與導體的電阻的關系，用電壓表測電阻兩端的電壓，電壓表與電阻并聯(lián)，電流從正接線柱流入從負接線柱流出，連線如圖；（2）根據(jù)圖像信息可知：串聯(lián)電路中，其中一導體R₀的電阻不變時，另一導體R_x的電阻越大，即橫坐標增大時，R_x兩端電壓縱坐標越大；由此規(guī)律可知在如圖20所示電路中，當變阻器的滑片P向左移動時，滑動變阻器的阻值變小，所以電壓表的示數(shù)將變小；（3）如果用導線替換R_x接在ab之間，ab間的電阻為零，則電壓表測得電阻為零的電壓示數(shù)為接近0V；若電阻R_x斷路，則電壓表與R₀串聯(lián)，由于電壓表的電阻遠大于R₀電阻，則電壓表分壓遠大于R₀的電壓，所以電壓表的示數(shù)接近電源電壓為3V；（4）小明同學在ab間接入某一未知電阻R_x（定值）時，電壓表的示數(shù)為0.5 V，由于串聯(lián)電路電流相等，所以則R_x的阻值是2Ω；若電壓表的示數(shù)為U_x ，則整理得R_x的表達式為：R_x = U_xR₀/（U-U_x）。
考點：探究電流與電壓、電阻的關系實驗