Question

17．小紅和小明在做“用電流表和電壓表測電阻”的實驗

（1）在圖1中，用筆畫線代替導線將所缺的導線補上．
（2）小紅完成電路連接后就準備閉合開關，同樣小明提醒還有一處不妥當，你知道小明提醒的什么嗎？答：滑動變阻器未調(diào)到最大阻值處．
（3）當電壓表的示數(shù)為5V時，電流表的示數(shù)如圖2所示，則其示數(shù)為0.5A，則電阻絲的電阻為10Ω．
（4）在實驗過程中，小紅突然發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，而電壓表有示數(shù)，且接近于電源電壓，則故障可能是R斷路．
（5）同學小剛利用一塊電壓表和已知的電阻R₀也測出了R_x的阻值，小剛選擇了滿足實驗要求的器材，并連接了部分實驗電路，如圖3所示，
小剛設計的實驗電路的要求是：只閉合開關S和S₁時，電壓表測量電阻R₀兩端的電壓U；只閉合開關S和S₂時，電壓表測量電源兩端的電壓U₂．
①請你在圖所示實驗電路中，只添加一根導線完成符合小剛設計要求的電路的連接．
②請你用U₁，U₂和R₀表示出R_x=$\frac{（{U}_{2}-{U}_{1}）{R}_{0}}{{U}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）用電流表和電壓表測電阻的實驗中，電壓表應與電阻并聯(lián)，滑動變阻器串聯(lián)在電路中；
（2）為防止電路中的電流過大，燒壞電路元件，閉合開關前滑動變阻器處于最大阻值處；
（3）根據(jù)圖2電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出被測電阻的阻值；
（4）電壓表有示數(shù)說明電壓表與電源之間是通路，實驗過程中電流表突然之間無示數(shù)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)部分斷路
（5）兩電阻串聯(lián)，開關S控制整個電路S₁、S₂串聯(lián)后與R_x并聯(lián)，因此將電壓表的負接線柱與S₁和S₂相連的接線柱連接即可；
根據(jù)歐姆定律的變形公式R=$\frac{U}{I}$進行分析；已知R₀的阻值和兩端的電壓，利用I=$\frac{U}{R}$求出電路中的電流，又已知電源電壓根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點求出R_x兩端的電壓，最后寫出其表達式即可．

解答 解：（1）電壓表與電阻R并聯(lián)，滑動變阻器串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）由電路圖可知，閉合開關前保護電路的滑動變阻器未處于最大阻值處，應調(diào)到最大阻值處；
（3）由圖2可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流I=0.5A，
則被測電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{5V}{0.5A}$=10Ω；
（4）在實驗過程中，小紅突然發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，而電壓表有示數(shù)，且接近于電源電壓，說明電壓表并聯(lián)部分斷路，可能是R斷路．
（5）使電壓表負接線柱與S₁左端接線柱相連（或S₂右端接線柱相連）；如圖所示

（2）通過R_x中的電流為I_x=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$，
R_x兩端的電壓為 U_x=U₂-U₁
I=$\frac{U}{R}$，
R_x的表達式為：R_X=$\frac{{U}_{X}}{{I}_{X}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{（{U}_{2}-{U}_{1}）{R}_{0}}{{U}_{1}}$；
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）滑動變阻器為調(diào)到最大阻值處；
（3）0.5；10；
（4）R斷路
（5）①電路圖如上圖所示；②R_X=$\frac{（{U}_{2}-{U}_{1}）{R}_{0}}{{U}_{1}}$．

點評 本題考查了實物電路圖的連接和電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應用，電路故障的判斷，雖然涉及到的知識點較多，但都是需要掌握的內(nèi)容，也是中考常常涉及的內(nèi)容．