Question

小明同学在做“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．所用滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样．
（1）小明连接的实物电路为图（a），其中有一根导线未连接，请用笔线代替导线在图中正确连接，要求：当滑片向左移时，电压表示数变大．
（2）他实验步骤正确，闭合电键，观察到电压表、电流表的示数都为0，若电路中只有一处故障且只发生在电阻R_x或滑动变阻器R上，这一处故障原因可能是______．换用同样规格的器材排除这处故障后，再闭合电键，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）小明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（b）所示，则此时待测电阻R_X两端的电压为______伏．
（4）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，则此次R_X的阻值为______欧．

Answer 1

（1）由图知，电压表与定值电阻并联，根据串联电路电压的特点可知，电压表示数变大，说明滑动变阻器两端电压减小，即当滑片向左移时，电压表示数变大，则滑动变阻器的阻值应变小，所以将电键的右接线柱与滑动变阻器的左下接线柱相连，如图所示：

（2）电流表示数为零，说明电路为断路；电压表示数为零，说明电压表的正负接线柱不能与电源正负极相连；因此电路故障为滑动变阻器R断路；
刚闭合电键时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电路中的电流为0.18A，则滑动变阻器两端电压：U_R=IR=0.18A×20Ω=3.6V；
又因为被测电阻与滑动变阻器串联，而串联电路两端电压等于各部分电压之和，故电源电压：U=2.4V+3.6V=6V；
（3）此时电压表应与滑动变阻器并联，量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V，故R_X两端的电压为6V-2V=4V．
（4）∵I=

U

R

∴当滑片位于中点时，滑动变阻器两端电压：U_R中=I₁×

1

2

R=0.24A×10Ω=2.4V；
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以未知电阻两端电压：U_x=6V-2.4V=3.6V，则此次R_X的阻值：R_x=

Ux

Ix

=

3.6V

0.24A

=15Ω．
故答案为：（2）滑动变阻器R断路；6；（3）4；（4）15．