题目内容
【题目】小明要测量定值电阻Rx的阻值(约十几欧),现有器材:电源(6V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)他设计并连接了如图甲所示电路。电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最_____端。闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时Rx两端的电压为___V;
(2)当小明准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0。他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍为0;则由此可以判断故障是:________;
(3)排除故障后继续实验,却不慎将电流表损坏。小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0cm、总阻值为10Ω的均匀电阻丝,还有一根带有鳄鱼夹的导线(如图丙所示)。查阅资料了解到,均匀电阻丝阻值与长度成正比,经过思考,重新设计了如图丁所示的电路(AB为电阻丝,C为鳄鱼夹),继续进行实验。
①根据已知条件判断,电压表量程应选用________V;
②按照图丁所示电路连接好器材,多次实验测得数据如下表所示:
次数 | 1 | 2 | 3 |
AC长度(cm) | 4.0 | 14.0 | 20.0 |
电压表示数(V) | 0.8 | 2.0 | 2.4 |
求出第1次实验时,电路中的电流I1=____A,利用表格中所有数据求出待测电阻Rx=___Ω。
【答案】左 1.2 c、d间断路 0-3 0.4 14
【解析】
(1)[1]电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即最左端;
[2]闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,此时Rx两端的电压为 1.2V;
(2)[3]当小明准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0,说明电路断路,他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,则说明电流表、变阻器、开关和电源之间是通路;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,说明电源、待测电阻是连通的,电流表示数仍为0,则由此可以判断故障是:c、d间断路;
(3)[4]根据表中电压大小,电压表量程应选用0-3 V;
[5]AC电阻丝与待测电阻串联,电压表测AC的电压,电流表测电路中的电流,则AC部分的电阻为:
,
由欧姆定律,第1次实验时电路中的电流为:
;
[6]根据串联电路电压的规律和欧姆定律,待测电阻第1次测量为:
;
第2次测量,AC部分的电阻为:
,
第2次实验时电路中的电流为:
,
待测电阻第2次测量为:
;
第3次测量,AC部分的电阻为:
,
第3次实验时电路中的电流为:
,
待测电阻第3次测量为:
;
为减小误差,取三次平均值作为测量结果: