题目内容
5.小明用伏安法测虽未知电阻Rx的阻值,选择的滑动变阻器的规格是“l0Ω 1A”.(1)请你按照图甲中的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图连接完整,使滑片向右移动时电流表的示数变小.
(2)实验中,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的示数如图丙所示,由此可知,电阻Rx=5Ω.
(3)小明发现小强实验时,电路连接正确,且各元件均完好无损,但是反复移动滑动变阻器的滑片,只有电流表有示数,原因可能是电阻Rx短路.
(4)小丽实验时发现,她使用的电流表损坏了,经过思考,她利用图甲的电路也测出了未知电阻的阻值(电源电压U不确定),请你画出电路图,并写出未知电阻的表达式Rx=$\frac{R{U}_{x}}{U-{U}_{x}}$.
分析 (1)由电路图知,滑动变阻器接左下接线柱,滑动变阻器的滑片向右移动时,它接入电路的阻值变大,电流表的示数变小.
(2)由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,然后由欧姆定律求出电阻阻值.
(3)电流表有示数,说明电路不存在断路;电压表无示数,可能是与电压表并联的电阻Rx短路,或电压表并联电路之外的电路存在断路;综合分析可知:电路故障原因是电阻Rx短路.
(4)利用电压表分别测出滑片位于最左端和最右端时未知电阻两端的电压,再根据串联电路的特点和欧姆定律求出未知电阻的阻值.
解答 解:(1)由电路图知,滑动变阻器接左下接线柱,滑动变阻器的滑片向右移动时,它接入电路的阻值变大,电流表的示数变小,实物图如下:![]()
(2)由图丙可知,电压表量程为0~3V,电压表分度值为0.1V,示数为2.5V;电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,则电阻Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω.
(3)电流表有示数,说明电路不存在断路;电压表无示数,可能是与电压表并联的电阻Rx短路,或电压表并联电路之外的电路存在断路,综合分析可知:电路故障原因是电阻Rx短路.
(4)电源、滑动变阻器、电阻Rx串联,电压表并联在电阻Rx两端,电路图如图所示:![]()
实验步骤:
①闭合开关,调节滑动变阻器滑片到最左端,记下此时电压表的示数U;
②闭合开关,移动滑片到最右端,记下电压表的示数Ux;
滑动变阻器滑片到最左端,此时滑动变阻器接入电路的阻值为0,此时电压表的示数U即为电源电压;
移动滑片到最右端时,滑动变阻器两端的电压U滑=U-Ux,
由于串联电路中各处的电流相等,故电路中的电流I=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$=$\frac{U-{U}_{x}}{R}$,解得:Rx=$\frac{R{U}_{x}}{U-{U}_{x}}$.
故答案为:(1)如上图所示;(2)5;(3)电阻Rx短路;(4)电路图如上;$\frac{R{U}_{x}}{U-{U}_{x}}$.
点评 本题考查了作电路图、连接实物电路图、电表读数、求出电阻阻值,对电表读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直.
| A. | 电源电压为45V | |
| B. | R1的电阻为5Ω | |
| C. | 滑动变阻器连入阻值的范围为4~45Ω | |
| D. | 当R2的功率为120W时,电路消耗的总功率为200W |