Question

18．某兴趣小组同学在研究串联电路电压特点实验时．小明选择了电压恒为7.5伏的电源、阻值10欧定值电阻R、滑动变阻器、电压表等器材，设计了如图甲所示电路．
（1）小明分析：闭合S₁、断开S₂、再闭合S，电压表可以测量定值电阻R两端电压；用电压表测量滑动变阻器两端电压时，只需断开S₁，闭合S₂即可．在小组时论时，大家认为小明的操作是错误的，请你代表大家向小明解释原因：改接后，电压表的正负接线柱接法错误．
（2）经过大家的帮助，小明完成了实验并求得滑动变阻器接入电路的有效阻值．闭合S₁、断开S₂，再闭合S测得R两端电压如图乙所示，则滑动变阻器此时接入电路的有效阻值是多大？

Answer 1

分析 （1）使用电压表时，要注意电压表正负接线柱的接法；
（2）根据电压值和电阻值求得电路中的电流，求出变阻器两端的电压，从而可根据欧姆定律求出变阻器的阻值．

解答 解：（1）闭合S₁、断开S₂、再闭合S，电压表与R并联，断开S₁，闭合S₂，则电压表的正负接线柱接法错误，所以不能测出变阻器两端的电压；
（2）由图乙知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.5V，可知定值电阻两端的电压为1.5V，则电路中的电流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{1.5V}{10Ω}$=0.15A；
变阻器两端的电压U′=7.5V-1.5V=6V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，变阻器的阻值：
R′=$\frac{U′}{I}$=$\frac{6V}{0.15A}$=40Ω．
故答案为：（1）改接后，电压表的正负接线柱接法错误；（2）滑动变阻器此时接入电路的有效阻值是40Ω．

点评 本题着重考查了电压表的接法及欧姆定律在串联电路的应用，关键能够搞清串联电路电流、电压规律．