Question

8．在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，电源电压不变．有相同规格的待测电阻R_x若干、滑动变阻器R标有“10Ω  2A”字样．
（1）某同学正确连接电路，闭合电键后发现只有一个电表有示数，已知电路中除电阻R_x和滑动变阻器外，其余元件均完好，且电路各处接触均良好．则电路中存在的故障可能是电阻R_x短路或电阻R_x断路（请将可能的情况填写完整）．接着他移动滑动变阻器的滑片，发现两电表指针的位置均不变化，则确定电路中存在的故障是电阻R_x断路．
（2）该同学排除故障后继续实验，实验步骤正确．闭合电键后，在移动滑动变阻器的滑片过程中发现电压表示数的最小值和最大值分别如图（a）、（b）所示．则该同学在实验中所选用的电源电压为6伏，闭合电键时电流表的示数为0.4 安，此时测得R_x的阻值为5 欧．

Answer 1

分析 （1）电路故障包括断路和短路，当电路发光断路时，电路中没有电流；当电路发生短路时，短路的用电器两端电压为零，然后根据仪表示数的变化以及断路和短路两种情况进行分析．
（2）根据图示电压表结合题意确定其量程，然后确定其分度值，读出其示数，然后应用串联电路特点与欧姆定律分析答题．

解答 解：（1）如果电流表有示数，则电路故障一定为短路，并且电压表示数为零，因此电阻R_x短路；
如果电压表有示数，则电流表示数为零，因此电路故障一定为断路，并且电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电阻R_x断路；
当电阻R_x短路时，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针发生变化，因此电路故障不是短路；
当电阻R_x断路时，移动滑动变阻器的滑片，电压表和电流表的指针均不变，因此电路故障为电阻R_x断路．
（2）电压表最小值和最大值分别如图（a）、（b）所示，由图（a）（b）所示电压表可知，（a）的指针偏角大于（b）的指针偏角，由于（a）的示数小于（b）的示数，则图（a）所示电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.0V，图（b）所示电压表量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为6V；伏安法测电阻阻值实验中，电压表测电阻两端电压，当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电压表示数最大，电压表示数等于电源电压，由此可知，电源电压U=6V，闭合开关时，滑动变阻器阻值全部接入电路，电压表示数最小，此时滑动变阻器两端电压：U_滑=U-U_Rx=6V-2V=4V，此时电路电流：I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{4V}{10Ω}$=0.4A，电阻阻值：R_x=$\frac{{U}_{Rx}}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω．
故答案为：（1）电阻R_x短路或电阻R_x断路；电阻R_x断路．（2）6；0.4；5．

点评 本题考查了故障分析以及用电流表和电压表检测电路的故障的方法．用电流表判断故障时，若电流表有示数，则电路故障为短路；若电流表无示数，则电路故障为断路；若电压表无示数，说明电压表被短路或电压表的正负接线柱不能与电源两极相连；若电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．