Question

【題目】小明同學利用如圖1甲所示電路來探究串聯電路中導體兩端電壓與導體的電阻的關系，圖中R0的阻值為10Ω，電源電壓恒為3V；他分別用5Ω、10Ω、20Ω等三個電阻替換Rx接在ab之間，并讀出對應的電壓表的示數，繪制成如圖1乙所示的Ux﹣R圖象．
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的電壓表接在Rx兩端；
（2）根據圖象信息可知：串聯電路中，其中一導體R0的電阻不變時，另一導體Rx的電阻越大，Rx兩端電壓越；由此規律可知在如圖2所示電路中，當變阻器的滑片P向左移動時，電壓表的示數將變；
（3）如果用導線替換Rx接在ab之間，則電壓表的示數為接近V；若電阻Rx斷路，則電壓表的示數接近V；
（4）小明同學在ab間接入某一未知電阻Rx（定值）時，電壓表的示數為0.5V，則Rx的阻值是Ω；若電壓表的示數為Ux ， 則計算Rx的表達式為：Rx= ． （用字母Ux、R0和電源電壓U表示）

Answer 1

【答案】
（1）解：電壓表選擇0～3V，將電壓表并聯在Rx兩端；如下圖所示：

（2）大；小
（3）0；3
（4）2； R0
【解析】解：（2）因為串聯電路起分壓作用，因此在串聯電路中，其中一導體R0的電阻不變時，另一導體Rx的電阻越大，Rx兩端電壓越大； 由圖2可知，定值電阻與滑動變阻器串聯，當變阻器的滑片P向左移動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，因此電壓表的示數將變小；（3）如果用導線替換Rx接在ab之間，則電壓表的示數為接近0V；若電阻Rx斷路，則電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，故電壓表的示數接近3V；（4）因為串聯電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以當電壓表示數為0.5V時，R0兩端電壓為3V﹣0.5V=2.5V；
則此時電路中的電流：I= = =0.25A，則Rx= = =2Ω；
若電壓表的示數為Ux時，電路中的電流：I′= ；則Rx的表達式為：Rx= R0 ．
所以答案是：（2）大；小；（3）0；3；（4）2； R0 ．