Question

小華同學(xué)在做“用電流表、電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓保持不變．所用電壓表0～15伏量程損壞，但0～3伏量程完好，其余器材均完好．所用滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω　2A”字樣．
（1）小華按圖1正確連接實(shí)驗(yàn)電路，在閉合電鍵S前，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于變阻器的________端（選填“左”或“右”）．
（2）他實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵，觀察到電壓表、電流表的示數(shù)分別為2.4伏和0.18安，則所用的電源電壓為_(kāi)_______伏．
（3）接著，他移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到中點(diǎn)位置（即滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為10歐），觀察到電流表示數(shù)為0.24安，則待測(cè)電阻R_X兩端的電壓為_(kāi)_______伏，R_X的阻值為_(kāi)_______歐．
（4）小華繼續(xù)減小變阻器連入電路中的阻值，同時(shí)在不更改器材的情況下，解決了實(shí)驗(yàn)中遇到的困難．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在某點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖2所示，則此時(shí)待測(cè)電阻R_X兩端的電壓為_(kāi)_______伏．

Answer 1

解：（1）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)保持最大，故應(yīng)將滑片置于右端；
（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=I₁R₁=0.18A×20Ω=3.6V，電源電壓U=3.6V+2.4V=6V；
（3）當(dāng)滑片在滑動(dòng)變阻器的中間時(shí)，變阻器兩端電壓U_滑2=I₂R₂=0.24A×10Ω=2.4V，則R_X兩端的電壓U_X=U-U_滑2=6V-2.4V=3.6V．
R_X的阻值R_X===15Ω；
（4）此時(shí)電壓表應(yīng)與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，其示數(shù)為2V，故R_X兩端的電壓為6V-2V=4V．
故答案為：（1）右．（2）6．（3）3.6；15．（4）4．
分析：（1）出于保護(hù)電路的需要，在閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)置于最大阻值處；
（2）串聯(lián)電路的電流相等，而此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為其最大值，故可得出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電源電壓就等于各用電器兩端的電壓之和；
（3）根據(jù)電流值和滑動(dòng)變阻器的阻值可求出其兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律，可求出R_X兩端的電壓，R_X的阻值也可利用歐姆定律計(jì)算得出；
（4）為了使測(cè)量的電壓值不超過(guò)電壓表的量程，可使電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，再根據(jù)串聯(lián)分壓，間接得出R_X兩端的電壓．
點(diǎn)評(píng)：在此題的解決中，主要用到了歐姆定律的計(jì)算和串聯(lián)電路特點(diǎn)的分析，找準(zhǔn)各個(gè)量的對(duì)應(yīng)性是保證結(jié)果正確的前提．在最后一問(wèn)中，借助電源電壓已知和串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，改變電壓表的接入位置，巧妙解決了電壓表量程太小的問(wèn)題，值得我們關(guān)注．