Question

【題目】拓展性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)合作進(jìn)行探究“串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)”，設(shè)計(jì)了圖Ⅰ電路，并連接了圖Ⅱ電路．
（1）圖Ⅱ的實(shí)驗(yàn)電路連接中有一處錯(cuò)誤，無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)，連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線是（填“a”、“b”或“c”）．
（2）正確連接后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制了如圖Ⅲ所示的曲線圖． ①圖Ⅲ中甲、乙兩條曲線是根據(jù)圖Ⅰ電路測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所繪制的曲線，其中與圖Ⅰ電路中電壓表V1對(duì)應(yīng)的曲線是（填“甲”或“乙”）．
②已知電源電壓恒為6V，根據(jù)探究目的分析圖Ⅲ中的曲線，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 ． 從圖中還可求得R1 的阻值為Ω，R2的最大阻值為Ω
（3）拓展探究：同學(xué)們根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)如圖Ⅳ電路（電源電壓未知），利用電壓表和定值電阻R0（已知阻值）測(cè)量未知定值電阻Rx的阻值． ①閉合開關(guān)S，開關(guān)S1 ， 開關(guān)S2 ， 測(cè)出電源電壓記為U
②閉合開關(guān)S，開關(guān)S1 ， 開關(guān)S2 ， 測(cè)出Rx電壓記為Ux
③Rx表達(dá)式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）b
（2）甲；串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和；20；40
（3）斷開；閉合；閉合；斷開；Rx=
【解析】解：（1）由圖I可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓，電壓表V2測(cè)R2兩端的電壓，由圖Ⅱ可知，電壓表V2被短路，連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線是b，b導(dǎo)線應(yīng)與滑動(dòng)變阻器的左下方接線柱相連；（2）①當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí)，電路中的電流最大，電壓表V2的示數(shù)最小，據(jù)此可知乙是V2對(duì)應(yīng)的圖線，則甲是V1對(duì)應(yīng)的圖線；②由圖象可知，兩電壓表的示數(shù)之和均為6V即電源的電壓，故可得結(jié)論：串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和； ③由圖象可知，當(dāng)R1兩端電壓為3V時(shí)，此時(shí)的電流I=1.5A，則由I= 可得，R1= = =20Ω，由圖象可知，最小電流I′=0.1A，則此時(shí)R1兩端電壓U′=2V，則R2兩端最大電壓U″=U總﹣U′=6V﹣2V=4V，則R2的最大阻值R最大= = =40Ω；（3）根據(jù)歐姆定律可知，要測(cè)未知電阻的阻值，就是想法設(shè)法測(cè)出電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流；由Ⅳ電路圖可知，閉合開關(guān)S2、斷開開關(guān)S1時(shí)，Rx和R0串聯(lián)，電壓表測(cè)電源的電壓，電壓表示數(shù)為U（或同時(shí)閉合S1、S2 ， 電路為Rx的簡(jiǎn)單電路，電壓表也測(cè)電源的電壓U2），閉合開關(guān)S后，再閉合開關(guān)S1 ， 斷開S2時(shí)，Rx和R0串聯(lián)，電壓表測(cè)Rx兩端的電壓，電壓表示數(shù)為Ux；因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R0兩端的電壓U0=U﹣Ux ， 因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流I= = ，即 = ，解得：Rx= ．
所以答案是：（1）b；（2）①甲；②串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和；20；40；（3）①斷開；閉合；②閉合；斷開；③Rx= ．