题目内容

3.如图所示,小明同学在“测未知电阻Rx”的实验中.

(1)请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整.
(2)闭合开关后,发现电流表指针几乎不动,电压表示数约为电源电压,故障的原因是Rx断路(选填“Rx短路”或“Rx断路”).
(3)排除故障后,小明通过实验得到数据如下表所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为0.1A,则所测电阻Rx的值是10Ω.
实验序号123
电阻R/Ω
电压U/V1.01.52.0
电流I/A0.150.20
(4)实验完成后,将电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,绘制出丁I-U图象,如图丁中所示.试分析图象中A、B、C三点电阻RA、RB、RC大小关系中最大为RB,最小为RA(选填“RA”、“RB”或“RC”).

分析 (1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,分析图甲所示电路结构,明确各电路元件的连接方式,然后连接实物电路图.
(2)电压表有示数,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的;电流表的指针几乎不偏转说明是某处断路;
(3)根据电压表的量程和分度值读出示数,根据欧姆定律结合表中数据可得电阻的阻值.
(4)由图比较各点电压、电流值,由R=$\frac{U}{I}$得出三处电阻大小.

解答 解:(1)连接电路时,开关应断开,由图甲所示电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,电流表串联在电路中,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示.

(2)若Rx被短路,电压表示数为电源电压,电流表应该有示数,若Rx断路,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的,电压表示数约为电源电压;电压表的电阻无限大,使得电路中的电流很小,电流表的指针几乎不偏转,
(3)由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.1A;由I=$\frac{U}{R}$可得,电阻的阻值:R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω.
(4)由(3)a图线是正比例图线,所以B点电阻与a、b相交处电阻相等,由图线b可知,灯泡电阻随电压增大而增大,所以RA<RC<R交点,即:RA<RC<RB.
故答案为:(1)如图;(2)Rx断路;(3)0.1;10;(4)RB;RA

点评 本题是伏安法测电阻的实验,考查了电路故障分析、电流表读数、实验数据分析等问题,这些都是电学实验的基础,也是重点,应熟练掌握.

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