Question

某實(shí)驗(yàn)小組的小明利用圖甲所示電路測(cè)量一定值電阻R_x（不考慮溫度對(duì)電阻的影響），圖中連接電壓表的線未畫出．實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，得到電流表和電壓表的示數(shù)分別如乙表所示．經(jīng)檢查與核對(duì)，他們的實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)記錄都準(zhǔn)確無(wú)誤．根據(jù)表中數(shù)據(jù)解答下列問(wèn)題：

電流表示數(shù)/A	電壓表示數(shù)/V
0.30	3.0
0.40	2.0
0.50	1.0

（1）請(qǐng)?jiān)趫D中將小明的實(shí)驗(yàn)電路連接完整．
（2）試求定值電阻R_x以及電源電壓U．
（3）當(dāng)定值電阻R_x消耗的電功率為2.5W時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）分析表中數(shù)據(jù)可知，隨著滑動(dòng)變阻器阻值減小，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減小，電壓與電流的比值減小，所以電壓表一定是接在滑動(dòng)變阻器兩端．
（2）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知，電源的電壓等于各分電阻電壓值和，利用表中數(shù)據(jù)分別代入電源電壓的表達(dá)式，即可求出定值電阻R_x以及電源電壓U．
（3）根據(jù)電功率公式求出電路中電流，再根據(jù)歐姆定律求出串聯(lián)電路的總電阻，最后根據(jù)電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻．
解答：解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，電壓表選0～3V的量程，且并接在滑動(dòng)變阻器兩端；如圖所示．
  
 （2）∵定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)
∴電源電壓為：U=IR_x+U_滑
由表可知，當(dāng)電流表示數(shù)為0.30A時(shí)，電壓表示數(shù)為3.0V
U=0.30A×R_x+3.0V--------------①
當(dāng)電流表示數(shù)為0.40A時(shí)，電壓表示數(shù)為2.0V
U=0.40A×R_x+2.0V-------------②
聯(lián)立①②解之得：
U=6V，R_x=10Ω                                  
（3）電路中的電流：
I===0.5A                                              
電路中的總電阻：
R_總===12Ω                           
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：
R_滑=R_總-R_x=12Ω-10Ω=2Ω．
答：（1）如圖所示；（2）定值電阻R_x的阻值為10Ω；電源電壓為6V；（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻2Ω．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電壓表的正確使用和歐姆定律、電功率公式的簡(jiǎn)單計(jì)算；關(guān)鍵是根據(jù)表格數(shù)據(jù)得出電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)．