Question

4．小安同学想用“伏安法”测量未知电阻R_x的阻值，所用器材如下：电源（电压恒为3V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干．连接电路图如图甲所示，闭合开关后发现电流表无示数，电压表示数为3V，则可能是由于R_x所在支路发生断路故障造成．故障排除后，调节滑动变阻器滑片，当向右移动滑片时，观察发现电压表示数变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），停止移动滑片，发现电压表、电流表示数如图乙所示，则R_x的阻值是5Ω．

Answer 1

分析 （1）闭合开关后发现电流表无示数，可能是电路发生了断路，由电压表示数为3V，分析判断故障的原因；
（2）由图知，滑片右移变阻器连入阻值的变化情况，根据串联电路特点和欧姆定律判断电压表示数的变化情况；
（3）根据电表的量程和分度值，读出R_x两端电压和通过的电流，由I=$\frac{U}{R}$计算R_x的电阻．

解答 解：
（1）由题知，闭合开关后发现电流表无示数，可能是电路发生了断路，由电压表示数为3V，即等于电源电压，说明电压表与电源间是通路，且被串联在电路中了，所以可能是由于R_x所在支路发生了断路造成的；
（2）由图甲知，滑动变阻器与R_x串联，电压表测R_x两端电压，电流表测电路中电流，
当向右移动滑片时，变阻器连入阻值变小，电路的总电阻变小，电源电压恒定，由I=$\frac{U}{R}$知电路中电流变大，由U=IR知两端电压变大，即电压表示数变大；
（3）由图乙知，电压表使用0-3V量程，分度值0.1V，R_x两端电压为2.5V；
电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，此时通过R_x的电流为0.5A，由I=$\frac{U}{R}$可得R_x的阻值：
R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
故答案为：断路；变大；5．

点评 本题是测量电阻的实验，考查了电路故障的分析、串联电路特点和欧姆定律的应用、电表的读数以及电阻的计算．电表的读数要注意认清其量程和分度值，视线要与刻度面垂直．