Question

（2014?嘉定區(qū)一模）小明同學(xué)在做“用電流表、電壓表測(cè)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“20Ω  2A”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(qǐng)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Rx或滑動(dòng)變阻器R上，這一處故障原因可能是

滑動(dòng)變阻器R斷路

．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

6

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(cè)電阻R_X兩端的電壓為

4

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

15

歐．

Answer 1

分析：（1）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，且要接一上一下，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)該變大；
（2）電流表示數(shù)為零，說(shuō)明電路為斷路；電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線柱不能與電源正負(fù)極相連；
閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片在阻值最大處；
（3）為了使測(cè)量的電壓值不超過(guò)電壓表的量程，可使電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，再根據(jù)串聯(lián)分壓，間接得出R_X兩端的電壓；
（4）先利用U=IR求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的變形公式求出R_X的阻值．

解答：解：（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(shuō)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(shuō)明電路為斷路；電壓表示數(shù)為零，說(shuō)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(cè)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．

點(diǎn)評(píng)：本題考查是的電路的連接、滑動(dòng)變阻器的使用、歐姆定律的應(yīng)用和串聯(lián)電路特點(diǎn)的分析，找準(zhǔn)各個(gè)量的對(duì)應(yīng)性是保證結(jié)果正確的前提．在第（3）小題中，借助電源電壓已知和串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，改變電壓表的接入位置，巧妙解決了電壓表量程太小的問(wèn)題，值得我們關(guān)注．