Question

【題目】小華做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電源（電壓小于24伏且保持不變）、待測電阻Rx、電壓表、電流表（只有0.6安量程可用）、滑動(dòng)變阻器（標(biāo)有“1安”字樣）、阻值為10歐的定值電阻R1、阻值為30歐的定值電阻R2、開關(guān)及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)器材均完好。

(1)小華經(jīng)過思考，先進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)測電源電壓，實(shí)驗(yàn)電路圖及閉合開關(guān)S后對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)如圖所示。小華實(shí)驗(yàn)所用電源電壓為_________伏；

(2)小華根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行思考后開始第二次實(shí)驗(yàn)，他正確串聯(lián)電源、待測電阻、電流表、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)，然后把電壓表并聯(lián)接入電路。閉合開關(guān)后，將變阻器滑片從一端滑到另一端的過程中，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)由0.20安增大到0.58安，此過程中電壓表示數(shù)減小了4.0伏。當(dāng)移動(dòng)變阻器滑片到某個(gè)位置時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖（a）、（b）所示，電壓表示數(shù)為_______V，電流表示數(shù)為_________A。

根據(jù)圖（a）、（b）所示電壓表、電流表示數(shù)，計(jì)算待測電阻Rx=__________Ω。

（3）小明分析了小華的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果，他認(rèn)為是小華電壓表所選量程不對(duì)。小明在小華電路基礎(chǔ)上，將電壓表換為另一量程并聯(lián)在Rx兩端。為了使實(shí)驗(yàn)過程中電表指針能不低于刻度盤的，他應(yīng)串聯(lián)電阻___________（選填R1或R2），滑動(dòng)變阻器阻值接入范圍為____________。

Answer 1

【答案】6 4.0 0.2 10 R1 0~20Ω

【解析】

(1)[1]假設(shè)電壓表的量程是0~15V，這時(shí)電壓表的示數(shù)是7.5V，從電路圖可以看到，這是一個(gè)串聯(lián)電路，電壓表并聯(lián)在電阻R1兩端，電路中的電流

電阻R2兩端的電壓

電源電壓

這與題意不符合，所以電壓表的量程不是0~15V；那么電壓表的量程是0~3V，它的讀數(shù)是1.5V，電路中的電流

電阻R2兩端的電壓

電源電壓

這與題意相符合，所以小華實(shí)驗(yàn)所用電源電壓為6V。

(2)[2]由題意可知，將變阻器滑片從一端滑到另一端的過程中，電壓表示數(shù)減小了4.0V，那么電壓表的量程不可能是0~3V，電壓表的量程是0~15V，從圖（a）可以看到，電壓表示數(shù)是4V。

[3]電流表的量程只能是0~0.6A，從圖（b）可以看到，電流表的示數(shù)是0.2A。

[4]由題意可知，將變阻器滑片從一端滑到另一端的過程中，電流表示數(shù)變大，根據(jù)可知，電路的總電阻變小，待測電阻Rx阻值不變，那么滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值在變小，待測電阻Rx的電壓在變大，變阻器的電壓在變小，由于此過程中電壓表示數(shù)減小了4.0V，那么電壓表是并聯(lián)在變阻器兩端的，電源電壓是6V，那么待測電阻Rx的電壓是

電路中的電流大小是0.2A，那么待測電阻Rx的大小

待測電阻Rx的大小是。

(3)[5][6]由題意可知，這時(shí)電壓表的量程是0~3V，假設(shè)串聯(lián)電阻R2，那么電路中的電流大小

但是要求實(shí)驗(yàn)過程中電表指針能不低于刻度盤的，電流表的量程是0~0.6A，指針不能低于0.15A，所以不能串聯(lián)電阻R2；串聯(lián)電阻R1，那么電路中的電流大小要求

待測電阻Rx的電壓

解得

即他應(yīng)串聯(lián)電阻R1，滑動(dòng)變阻器阻值接入范圍為0~20Ω。