题目内容

16.如图所示,用图甲的电路图测量定值电阻RX的阻值大小,图乙是未完成连接的实验电路.

(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线连接图乙中的电路.
(2)滑动变阻器的铭牌上标有“15Ω  1.0A”字样,若滑动变阻器调到阻值最大处,它相当于一个阻值为15Ω的定值电阻.
(3)调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是0.3A,定值电阻RX的阻值是5Ω.
(4)电路闭合一段时间后,电流表示数突然显示为0,此后,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表示数都为0,但电压表的示数有变化,这可能是由于电流表短路.
(5)测量定值电阻RX的阻值时,若实验中电流表无法使用,但有两个电压表,结合现有的器材,请设计出测量RX阻值的实验电路图,并将实验步骤填在下面的表格内.
实验电路图实验步骤及RX的表达式

分析 (1)将电压表与电阻并联,根据电源确定其量程,滑动变阻器与电阻串联,且要接一上一下;
(2)变阻器铭牌上标的阻值为其最大阻值;
(3)根据图丙读出电流表的示数,由R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值;
(4)电流表示数为零,其他电路完好,可能电流表短路;
(5)若没有电流表,可将变阻器作为定值电阻,根据变阻器两端的电压计算出电路中的电流,由欧姆定律计算出电阻的阻值.

解答 解:(1)根据实物图连接电路图,电源由两节干电池组成,电压表可选择0~3V量程,如图所示:

(2)15Ω表示变阻器的最大阻值为15Ω,所以若滑动变阻器调到阻值最大处,它相当于一个阻值为15Ω的定值电阻.
(3)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,示数为0.3A;
Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω;
(4)电流表示数突然显示为0,可能电路断路、电流表短路造成,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表示数都为0,电压表的示数有变化,则排除断路,是电流表短路造成;
(5)没有电流表,可用一电压表与变阻器并联,充当电流表的作用,后与电阻串联,如图所示:

使变阻器的阻值最大,作为定值电阻,闭合开关读出电压表的示数分别为U1、U2,则电流I=$\frac{{U}_{2}}{15Ω}$;
则Rx=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}}{15Ω}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$×15Ω.
故答案为:(1)见上图;(2)15;(3)0.3;5; (4)电流表短路;(5)

实验电路图实验步骤及RX的表达式





1.按实验电路图接好电路;
2.把滑动变阻器移到最大阻值处;
3.闭合开关,读出电压表V1和V2的读数U1和 U2;
4表达式:Rx=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$×15Ω.

点评 本题是伏安法测电阻实验,考查了电路的连接、电表的读数、电阻的计算、电路故障的分析、实验的设计,(5)是该题的难点,关键能够理解变阻器最大阻值的应用.

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