Question

【題目】某物理興趣小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，測量電源電壓U0的大小和電阻Rx的阻值。電源電壓U0約為2V～3V，Rx的阻值約為6Ω～7Ω。實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：導(dǎo)線若干、開關(guān)、電流表（量程0～0.6A，0～3A）、電壓表（量程0～3V，0～15V）、滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為30Ω）。請你思考并完成下列問題：

（1）按照如圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將如圖乙所示的實(shí)物圖連接完整（連線不能交叉）。

（______）

（2）用物理量U0、Rx、電流表的示數(shù)I寫出表示電壓表示數(shù)U大小的關(guān)系式：U=____。

（3）①在正確連接電路后，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移到最_____端（選填“左”或“右”）；

②移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，讀出4組電流表和電壓表的示數(shù)，分別以電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，把這4個(gè)點(diǎn)連接起來大致為一條直線（并虛線延長到縱軸），如圖丙所示。根據(jù)圖丙中信息可求得：電源電壓U0=___V，電阻Rx=___Ω，電路消耗的最大功率P=______W。

Answer 1

【答案】 左 3 6 1.2

【解析】

(1)[1]電源電壓U約為2V～3V，R1的阻值約為6Ω～7Ω，由歐姆定律，電路中的最大電流為：

，

故電流表選用小量程串聯(lián)在電路中；電壓表選用小量程并聯(lián)在變阻器和電流表的兩端，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如下圖所示：

；

(2)[2]已知電源電壓U0，電阻Rx和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電路中電流為I，電壓表測量滑動(dòng)變阻器的電壓，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得電壓表的示數(shù)：

；

(3)①[3]為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前應(yīng)使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為最大值，即最左端；

②[4][5]電阻Rx和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由圖數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得，

；

即

，

，

由①②可得，U0=3V；Rx=6Ω；

[6]由圖知，電路的最大電流為0.4A，電路消耗的最大功率：

。