Question

小明同學(xué)在做“用電流表、電壓表測電阻”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓保持不變．所用電壓表“0～15伏”量程損壞，但“0～3伏”量程完好．所用滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω2A”字樣．
（1）小明連接的實(shí)物電路為圖（a），其中有一根導(dǎo)線未連接，請用筆線代替導(dǎo)線在圖中正確連接，要求：當(dāng)滑片向左移時(shí)，電壓表示數(shù)變大．
（2）他實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵，觀察到電壓表、電流表的示數(shù)都為0，若電路中只有一處故障且只發(fā)生在電阻R_x或滑動(dòng)變阻器R上，這一處故障原因可能是______．換用同樣規(guī)格的器材排除這處故障后，再閉合電鍵，觀察到電壓表、電流表的示數(shù)分別為2.4伏和0.18安，則所用的電源電壓為______伏．
（3）小明繼續(xù)減小變阻器連入電路中的阻值，同時(shí)在不更改器材的情況下，解決了實(shí)驗(yàn)中遇到的困難．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在某點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖（b）所示，則此時(shí)待測電阻R_X兩端的電壓為______伏．
（4）接著，他移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到中點(diǎn)位置（即滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為10歐），觀察到電流表示數(shù)為0.24安，則此次R_X的阻值為______歐．

Answer 1

（1）由圖知，電壓表與定值電阻并聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知，電壓表示數(shù)變大，說明滑動(dòng)變阻器兩端電壓減小，即當(dāng)滑片向左移時(shí)，電壓表示數(shù)變大，則滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)變小，所以將電鍵的右接線柱與滑動(dòng)變阻器的左下接線柱相連，如圖所示：

（2）電流表示數(shù)為零，說明電路為斷路；電壓表示數(shù)為零，說明電壓表的正負(fù)接線柱不能與電源正負(fù)極相連；因此電路故障為滑動(dòng)變阻器R斷路；
剛閉合電鍵時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，此時(shí)電路中的電流為0.18A，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_R=IR=0.18A×20Ω=3.6V；
又因?yàn)楸粶y電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，而串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，故電源電壓：U=2.4V+3.6V=6V；
（3）此時(shí)電壓表應(yīng)與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，故R_X兩端的電壓為6V-2V=4V．
（4）∵I=

U

R

∴當(dāng)滑片位于中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_R中=I₁×

1

2

R=0.24A×10Ω=2.4V；
因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以未知電阻兩端電壓：U_x=6V-2.4V=3.6V，則此次R_X的阻值：R_x=

Ux

Ix

=

3.6V

0.24A

=15Ω．
故答案為：（2）滑動(dòng)變阻器R斷路；6；（3）4；（4）15．