Question

【題目】小華做“用電流表、電壓表測電阻”實驗，現有電源（電壓小于24伏且保持不變）、待測電阻Rx、電壓表、電流表（只有0.6安量程可用）、滑動變阻器（標有“1安”字樣）、阻值為10歐的定值電阻R1、阻值為30歐的定值電阻R2、開關及導線若干。實驗器材均完好。

(1)小華經過思考，先進行一次實驗測電源電壓，實驗電路圖及閉合開關S后對應的電壓表的示數如圖所示。小華實驗所用電源電壓為_________伏；

(2)小華根據第一次實驗結果進行思考后開始第二次實驗，他正確串聯電源、待測電阻、電流表、滑動變阻器和開關，然后把電壓表并聯接入電路。閉合開關后，將變阻器滑片從一端滑到另一端的過程中，發現電流表示數由0.20安增大到0.58安，此過程中電壓表示數減小了4.0伏。當移動變阻器滑片到某個位置時，電壓表、電流表的示數分別如圖（a）、（b）所示，電壓表示數為_______V，電流表示數為_________A。

根據圖（a）、（b）所示電壓表、電流表示數，計算待測電阻Rx=__________Ω。

（3）小明分析了小華的實驗數據與計算結果，他認為是小華電壓表所選量程不對。小明在小華電路基礎上，將電壓表換為另一量程并聯在Rx兩端。為了使實驗過程中電表指針能不低于刻度盤的，他應串聯電阻___________（選填R1或R2），滑動變阻器阻值接入范圍為____________。

Answer 1

【答案】6 4.0 0.2 10 R1 0~20Ω

【解析】

(1)[1]假設電壓表的量程是0~15V，這時電壓表的示數是7.5V，從電路圖可以看到，這是一個串聯電路，電壓表并聯在電阻R1兩端，電路中的電流

電阻R2兩端的電壓

電源電壓

這與題意不符合，所以電壓表的量程不是0~15V；那么電壓表的量程是0~3V，它的讀數是1.5V，電路中的電流

電阻R2兩端的電壓

電源電壓

這與題意相符合，所以小華實驗所用電源電壓為6V。

(2)[2]由題意可知，將變阻器滑片從一端滑到另一端的過程中，電壓表示數減小了4.0V，那么電壓表的量程不可能是0~3V，電壓表的量程是0~15V，從圖（a）可以看到，電壓表示數是4V。

[3]電流表的量程只能是0~0.6A，從圖（b）可以看到，電流表的示數是0.2A。

[4]由題意可知，將變阻器滑片從一端滑到另一端的過程中，電流表示數變大，根據可知，電路的總電阻變小，待測電阻Rx阻值不變，那么滑動變阻器接入電路的阻值在變小，待測電阻Rx的電壓在變大，變阻器的電壓在變小，由于此過程中電壓表示數減小了4.0V，那么電壓表是并聯在變阻器兩端的，電源電壓是6V，那么待測電阻Rx的電壓是

電路中的電流大小是0.2A，那么待測電阻Rx的大小

待測電阻Rx的大小是。

(3)[5][6]由題意可知，這時電壓表的量程是0~3V，假設串聯電阻R2，那么電路中的電流大小

但是要求實驗過程中電表指針能不低于刻度盤的，電流表的量程是0~0.6A，指針不能低于0.15A，所以不能串聯電阻R2；串聯電阻R1，那么電路中的電流大小要求

待測電阻Rx的電壓

解得

即他應串聯電阻R1，滑動變阻器阻值接入范圍為0~20Ω。