Question

小华同学在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中，电源电压保持不变．所用电压表0～15伏量程损坏，但0～3伏量程完好，其余器材均完好．所用滑动变阻器上标有“20Ω  2A”字样．
（1）小华按图1正确连接实验电路，在闭合电键S前，他应将滑动变阻器的滑片置于变阻器的______端（选填“左”或“右”）．
（2）他实验步骤正确，闭合电键，观察到电压表、电流表的示数分别为2.4伏和0.18安，则所用的电源电压为______伏．
（3）接着，他移动滑动变阻器的滑片到中点位置（即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧），观察到电流表示数为0.24安，则待测电阻R_X两端的电压为______伏，R_X的阻值为______欧．
（4）小华继续减小变阻器连入电路中的阻值，同时在不更改器材的情况下，解决了实验中遇到的困难．当滑动变阻器的滑片在某点时，电压表的示数如图2所示，则此时待测电阻R_X两端的电压为______伏．

Answer 1

【答案】分析：（1）出于保护电路的需要，在闭合开关前，滑动变阻器应置于最大阻值处；
（2）串联电路的电流相等，而此时滑动变阻器的阻值为其最大值，故可得出滑动变阻器两端的电压，电源电压就等于各用电器两端的电压之和；
（3）根据电流值和滑动变阻器的阻值可求出其两端的电压，再根据串联分压的规律，可求出R_X两端的电压，R_X的阻值也可利用欧姆定律计算得出；
（4）为了使测量的电压值不超过电压表的量程，可使电压表与滑动变阻器并联，再根据串联分压，间接得出R_X两端的电压．
解答：解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的阻值应保持最大，故应将滑片置于右端；
（2）此时滑动变阻器两端的电压U_滑=I₁R₁=0.18A×20Ω=3.6V，电源电压U=3.6V+2.4V=6V；
（3）当滑片在滑动变阻器的中间时，变阻器两端电压U_滑2=I₂R₂=0.24A×10Ω=2.4V，则R_X两端的电压U_X=U-U_滑2=6V-2.4V=3.6V．
R_X的阻值R_X===15Ω；
（4）此时电压表应与滑动变阻器并联，其示数为2V，故R_X两端的电压为6V-2V=4V．
故答案为：（1）右．（2）6．（3）3.6；15．（4）4．
点评：在此题的解决中，主要用到了欧姆定律的计算和串联电路特点的分析，找准各个量的对应性是保证结果正确的前提．在最后一问中，借助电源电压已知和串联分压的特点，改变电压表的接入位置，巧妙解决了电压表量程太小的问题，值得我们关注．