Question

【题目】在“伏安法”测电阻的实验中，实验电路图如图所示，若待测电阻Rx的阻值为8Ω，要求实验中的电表不超过其量程，且电表的指针至少能达到刻度盘的中线，所用的实验器材在下列器材中选取：电流表一只（0～0.6A或0～3A），电压表一只（0～3V或0～6V），滑动变阻器（0～50Ω一只），电源（6V）一个（电源电压保持不变），开关一个，导线若干。实验中，为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为______W，滑动变阻器的取值范围为______。

Answer 1

【答案】3.6 2Ω～8Ω

【解析】

（1）由图知，待测电阻与变阻器串联，电压表测待测电阻两端电压，电流表测电路中电流，

当滑片在a端时，只有Rx连入电路中，此时电路中电阻最小，电流最大，

则最大电流Imax′=0.75A，若电流表使用0-3A量程，指针不能达到刻度盘中线，所以电流表应使用0-0.6A量程；

此时Rx两端电压为6V，若使用0-15V量程，则电压表指针不能达到刻度盘中线，所以电压表应使用0-6V量程，

因串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流为0.6A，

则电路消耗的最大功率：Pmax═UImax=6V×0.6A=3.6W；

（2）当电路中电流最大为0.6A时，总电阻最小，变阻器连入阻值最小，

由串联电路的特点和欧姆定律可得：Rx+Rmin=，即：8Ω+Rmin=，解得：Rmin=2Ω，

电流表使用0-0.6A量程，指针至少达到刻度盘中线，即电流表示数要达到0.3A，

电压表使用0-6V量程，指针至少达到刻度盘中线，即电压表示数要达到3V，此时电路中电流：I==0.375A，

为使两表指针都至少达到刻度盘中线，则电路中电流最小为0.375A，此时变阻器连入阻值最大，

由串联电路的特点和欧姆定律可得：8Ω+Rmax=，

解得变阻器连入的最大阻值为Rmax=8Ω，

所以滑动变阻器的取值范围为：2Ω～8Ω。