Question

小明家新買了一條100W的電熱毯，他想用電流表和電壓表測量電熱毯的電阻值，于是連接了如圖9所示的實驗電路。其中電源兩端的電壓為6V，Rx為電熱毯的電阻值，滑動變阻器的最大阻值為20Ω。但實驗過程中，小明發現，不論怎樣調整滑動變阻器觸頭P的位置，電壓表的示數幾乎不發生變化，且查得電路各處均連接無誤。請你分析一下產生這一現象的原因是什么?若不更換實驗器材，應怎樣連接電路，才能在觸頭P滑動過程中，有效地改變電熱毯兩端的電壓值。

Answer 1

在電路連接無誤的情況下，可以對電路進行有關計算。當觸頭Ｐ滑至ａ端時，電熱毯直接與電源相連.，其兩端的電壓Uｘ即為電源兩端的電壓，即Uｘ= 6V；當觸頭P滑到ｂ端時，電熱毯與Ｒ串聯后接在電源上，電熱毯與R共同分擔電源兩端的電壓。

此時若Ｒｘ»R，則電熱毯兩端的電壓遠大于滑動變阻器兩端的電壓UR，即Uｘ≈Ｕ，因此會發生不論如何調整觸頭的位置Ｐ的位置，Ｒｘ兩端電壓Uｘ幾乎不變的現象。可見，小明實驗中不能有效地改變電熱毯兩端的電壓值，是由于電熱毯的電阻遠大于變阻器總電阻的緣故。

在不更換實驗器材的情況下，可以將電路連接成答圖１所示的結構。即在原電路所示的電路中，從滑動變阻器的ｂ端向電源負極連一根導線ｂｃ， 這樣，當P滑至a端時，Ｕｘ=6V；當Ｐ滑至ｂ端時，Ｒｘ被導線ｂｃ短路，Ｕｘ＝０Ｖ。從向實現了Rｘ上的電壓值.由０Ｖ至6V的大范圍變化。