問題詳情:
如圖所示,*是用“伏安法”測量未知電阻Rx的實物電路圖.
(1)請用筆畫線代替導線,將圖*中的實物電路連接完整.
(2)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移到 處;閉合開關,發現電流表幾乎無示數,電壓表指針明顯偏轉,則出現的故障可能是Rx .
(3)排除故障後,閉合開關,當滑片移動到某位置時,電壓表示數為2.4V,電流表示數如圖乙所示,其讀數為 A,則未知電阻Rx= Ω.
(4)若實驗中電壓表損壞,利用其它的原有器材也能測出未知電阻Rx的阻值.實驗電路如果*所示(滑動變阻器最大阻值為R0,電源電壓未知且不變),請將下列相關實驗步驟補充完整:
①閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P移到a端,記錄電流表示數為I1;
②閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P移到 ,記錄電流表示數I2;
③寫出待測電阻的表達式,Rx= (用已知量和測量量符號表示)
【回答】
【分析】(1)滑動變阻器應和電流表串聯,接線柱應該一上一下接入電路;
(2)為了保護電路,滑動變阻器的滑片應滑到電阻最大位置;[來源:學科網]
當電壓表示數較大(或等於電源電壓)時,電壓表所測範圍之外出現短路,或者所測範圍之內出現斷路;
(3)弄清電流的量程和分度值,再讀數;根據I=求出電阻值;
(4)閉合開關S,將滑片滑倒a端,兩電阻並聯;將滑片滑倒b端,Rx被短路,只有R0工作,根據並聯電路的電流和電壓特點求出待測電阻的阻值.
【解答】解:(1)滑動變阻器應和電流表串聯,接線柱應該“一上一下”接入電路,如下圖:
(2)為了保護電路,滑動變阻器的滑片應滑到阻值最大處;
由題意可知,電流表指針幾乎未動,説明電路中沒有電流(或電流很小),則電路中可能出現了斷路;
又因為電壓表指針有明顯偏轉,説明電壓表兩接線柱到電源兩極間的電路是連通的,則出現的故障可能是Rx斷路;
(3)如圖乙所示,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,讀數為0.24A;
由I=得未知電阻的阻值:Rx===10Ω;
(4)②根據題意可知,應將滑片移到b端,記錄電流表示數I2.
Rx表達式的推導:
步驟②,閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有R0工作,電流表示數為I2;
所以電源電壓:U=I2R0,
步驟①,閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P移到a端,兩電阻並聯,總電流為I1;
兩次實驗中,R0兩端電壓均等於電源電壓,R0阻值不變,所以通過R0的電流均為I2,
根據並聯電路的電流特點可得,通過待測電阻的電流Ix=I1﹣I2,
並聯電路電壓相等,則待測電阻兩端的電壓:Ux=U=I2R0,
所以待測電阻Rx==R0.
故*為:
(1)如上圖;(2)阻值最大;斷路;(3)0.24;10;(4)②b端;③R0.
【點評】此題主要是對學生電路圖連接、電路故障分析、電流表讀數、歐姆定律應用和設計實驗能力的考查,中考常見題型.
知識點:電阻的測量
題型:實驗,探究題