Question

8．在“用電流表、電壓表測電阻”的實驗中，電源電壓不變．有相同規(guī)格的待測電阻R_x若干、滑動變阻器R標(biāo)有“10Ω  2A”字樣．
（1）某同學(xué)正確連接電路，閉合電鍵后發(fā)現(xiàn)只有一個電表有示數(shù)，已知電路中除電阻R_x和滑動變阻器外，其余元件均完好，且電路各處接觸均良好．則電路中存在的故障可能是電阻R_x短路或電阻R_x斷路（請將可能的情況填寫完整）．接著他移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)兩電表指針的位置均不變化，則確定電路中存在的故障是電阻R_x斷路．
（2）該同學(xué)排除故障后繼續(xù)實驗，實驗步驟正確．閉合電鍵后，在移動滑動變阻器的滑片過程中發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的最小值和最大值分別如圖（a）、（b）所示．則該同學(xué)在實驗中所選用的電源電壓為6伏，閉合電鍵時電流表的示數(shù)為0.4 安，此時測得R_x的阻值為5 歐．

Answer 1

分析 （1）電路故障包括斷路和短路，當(dāng)電路發(fā)光斷路時，電路中沒有電流；當(dāng)電路發(fā)生短路時，短路的用電器兩端電壓為零，然后根據(jù)儀表示數(shù)的變化以及斷路和短路兩種情況進(jìn)行分析．
（2）根據(jù)圖示電壓表結(jié)合題意確定其量程，然后確定其分度值，讀出其示數(shù)，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律分析答題．

解答 解：（1）如果電流表有示數(shù)，則電路故障一定為短路，并且電壓表示數(shù)為零，因此電阻R_x短路；
如果電壓表有示數(shù)，則電流表示數(shù)為零，因此電路故障一定為斷路，并且電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此電阻R_x斷路；
當(dāng)電阻R_x短路時，移動滑動變阻器的滑片，電流表指針發(fā)生變化，因此電路故障不是短路；
當(dāng)電阻R_x斷路時，移動滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表的指針均不變，因此電路故障為電阻R_x斷路．
（2）電壓表最小值和最大值分別如圖（a）、（b）所示，由圖（a）（b）所示電壓表可知，（a）的指針偏角大于（b）的指針偏角，由于（a）的示數(shù)小于（b）的示數(shù)，則圖（a）所示電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.0V，圖（b）所示電壓表量程為0～15V，分度值為0.5V，示數(shù)為6V；伏安法測電阻阻值實驗中，電壓表測電阻兩端電壓，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為零時，電壓表示數(shù)最大，電壓表示數(shù)等于電源電壓，由此可知，電源電壓U=6V，閉合開關(guān)時，滑動變阻器阻值全部接入電路，電壓表示數(shù)最小，此時滑動變阻器兩端電壓：U_滑=U-U_Rx=6V-2V=4V，此時電路電流：I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{4V}{10Ω}$=0.4A，電阻阻值：R_x=$\frac{{U}_{Rx}}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω．
故答案為：（1）電阻R_x短路或電阻R_x斷路；電阻R_x斷路．（2）6；0.4；5．

點評 本題考查了故障分析以及用電流表和電壓表檢測電路的故障的方法．用電流表判斷故障時，若電流表有示數(shù)，則電路故障為短路；若電流表無示數(shù)，則電路故障為斷路；若電壓表無示數(shù)，說明電壓表被短路或電壓表的正負(fù)接線柱不能與電源兩極相連；若電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連．