Question

5．小明用伏安法測雖未知電阻R_x的阻值，選擇的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“l(fā)0Ω 1A”．
（1）請(qǐng)你按照?qǐng)D甲中的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙的實(shí)物圖連接完整，使滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變�。�
（2）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移到某一位置時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)如圖丙所示，由此可知，電阻R_x=5Ω．
（3）小明發(fā)現(xiàn)小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路連接正確，且各元件均完好無損，但是反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，只有電流表有示數(shù)，原因可能是電阻R_x短路．
（4）小麗實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，她使用的電流表損壞了，經(jīng)過思考，她利用圖甲的電路也測出了未知電阻的阻值（電源電壓U不確定），請(qǐng)你畫出電路圖，并寫出未知電阻的表達(dá)式R_x=$\frac{R{U}_{x}}{U-{U}_{x}}$．

Answer 1

分析 （1）由電路圖知，滑動(dòng)變阻器接左下接線柱，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，它接入電路的阻值變大，電流表的示數(shù)變�。�
（2）由圖示電表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，然后由歐姆定律求出電阻阻值．
（3）電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；電壓表無示數(shù)，可能是與電壓表并聯(lián)的電阻R_x短路，或電壓表并聯(lián)電路之外的電路存在斷路；綜合分析可知：電路故障原因是電阻R_x短路．
（4）利用電壓表分別測出滑片位于最左端和最右端時(shí)未知電阻兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出未知電阻的阻值．

解答 解：（1）由電路圖知，滑動(dòng)變阻器接左下接線柱，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，它接入電路的阻值變大，電流表的示數(shù)變小，實(shí)物圖如下：

（2）由圖丙可知，電壓表量程為0～3V，電壓表分度值為0.1V，示數(shù)為2.5V；電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A，則電阻R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
（3）電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；電壓表無示數(shù)，可能是與電壓表并聯(lián)的電阻R_x短路，或電壓表并聯(lián)電路之外的電路存在斷路，綜合分析可知：電路故障原因是電阻R_x短路．
（4）電源、滑動(dòng)變阻器、電阻R_x串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電阻Rx兩端，電路圖如圖所示：

實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到最左端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U；
②閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片到最右端，記下電壓表的示數(shù)U_x；
滑動(dòng)變阻器滑片到最左端，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為0，此時(shí)電壓表的示數(shù)U即為電源電壓；
移動(dòng)滑片到最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_x，
由于串聯(lián)電路中各處的電流相等，故電路中的電流I=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$=$\frac{U-{U}_{x}}{R}$，解得：R_x=$\frac{R{U}_{x}}{U-{U}_{x}}$．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）5；（3）電阻R_x短路；（4）電路圖如上；$\frac{R{U}_{x}}{U-{U}_{x}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了作電路圖、連接實(shí)物電路圖、電表讀數(shù)、求出電阻阻值，對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．