Question

5．小明用伏安法測雖未知電阻R_x的阻值，選擇的滑動變阻器的規(guī)格是“l(fā)0Ω 1A”．
（1）請你按照圖甲中的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙的實(shí)物圖連接完整，使滑片向右移動時電流表的示數(shù)變�。�
（2）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動變阻器的滑片移到某一位置時，電流表和電壓表的示數(shù)如圖丙所示，由此可知，電阻R_x=5Ω．
（3）小明發(fā)現(xiàn)小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)時，電路連接正確，且各元件均完好無損，但是反復(fù)移動滑動變阻器的滑片，只有電流表有示數(shù)，原因可能是電阻R_x短路．
（4）小麗實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，她使用的電流表損壞了，經(jīng)過思考，她利用圖甲的電路也測出了未知電阻的阻值（電源電壓U不確定），請你畫出電路圖，并寫出未知電阻的表達(dá)式R_x=$\frac{R{U}_{x}}{U-{U}_{x}}$．

Answer 1

分析 （1）由電路圖知，滑動變阻器接左下接線柱，滑動變阻器的滑片向右移動時，它接入電路的阻值變大，電流表的示數(shù)變�。�
（2）由圖示電表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，然后由歐姆定律求出電阻阻值．
（3）電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；電壓表無示數(shù)，可能是與電壓表并聯(lián)的電阻R_x短路，或電壓表并聯(lián)電路之外的電路存在斷路；綜合分析可知：電路故障原因是電阻R_x短路．
（4）利用電壓表分別測出滑片位于最左端和最右端時未知電阻兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出未知電阻的阻值．

解答 解：（1）由電路圖知，滑動變阻器接左下接線柱，滑動變阻器的滑片向右移動時，它接入電路的阻值變大，電流表的示數(shù)變小，實(shí)物圖如下：

（2）由圖丙可知，電壓表量程為0～3V，電壓表分度值為0.1V，示數(shù)為2.5V；電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A，則電阻R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
（3）電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；電壓表無示數(shù)，可能是與電壓表并聯(lián)的電阻R_x短路，或電壓表并聯(lián)電路之外的電路存在斷路，綜合分析可知：電路故障原因是電阻R_x短路．
（4）電源、滑動變阻器、電阻R_x串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電阻Rx兩端，電路圖如圖所示：

實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片到最左端，記下此時電壓表的示數(shù)U；
②閉合開關(guān)，移動滑片到最右端，記下電壓表的示數(shù)U_x；
滑動變阻器滑片到最左端，此時滑動變阻器接入電路的阻值為0，此時電壓表的示數(shù)U即為電源電壓；
移動滑片到最右端時，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_x，
由于串聯(lián)電路中各處的電流相等，故電路中的電流I=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$=$\frac{U-{U}_{x}}{R}$，解得：R_x=$\frac{R{U}_{x}}{U-{U}_{x}}$．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）5；（3）電阻R_x短路；（4）電路圖如上；$\frac{R{U}_{x}}{U-{U}_{x}}$．

點(diǎn)評 本題考查了作電路圖、連接實(shí)物電路圖、電表讀數(shù)、求出電阻阻值，對電表讀數(shù)時，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．