Question

9．實驗室備有下列器材：
A．待測定值電阻R_x：阻值在49～52Ω之間
B．滑動變阻器：最大阻值見圖甲
C．滑動變阻器：最大阻值見圖乙
D．定值電阻R₀：阻值20Ω
E．電壓表V：測量范圍0～3V
F．電源E：電源電壓恒為4.5V
G．單刀雙擲開關(guān)（雙向開關(guān)）S及導(dǎo)線若干
小明設(shè)計了如圖丙所示的電路．

（1）小明在實驗中的主要操作步驟及記錄的數(shù)據(jù)是：
Ⅰ．閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器滑片P置于b（選填“a”或“b”）端，將開關(guān)S擲向1，移動變阻器的滑片P至某一位置，讀出V表的示數(shù)為1.5V；此時滑動變阻器的阻值為40Ω．
Ⅱ．保持滑動變阻器滑片P的位置不變，將開關(guān)S擲向2，讀出V表的示數(shù)為2.5V．
根據(jù)小明的測量數(shù)據(jù)可以得到待測電阻的阻值R_x=50Ω．
（2）由上面的測量數(shù)據(jù)可知，小明選用的滑動變阻器應(yīng)是C（填器材前面的序號字母B或C）．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；當(dāng)開關(guān)S擲向1時，電阻R₀與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測電阻兩端的電壓；根據(jù)根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律分別得出等式，解等式即可求出滑動變阻器電阻的阻值；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點求出待測電阻與滑動變阻器串聯(lián)時分得的最小電壓，再與電壓表的量程相比較即可選擇滑動變阻器的規(guī)格．

解答 解：（1）Ⅰ、開關(guān)閉合前，保護電路的滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值的b端，
將開關(guān)S擲向1，移動變阻器的滑片P至某一位置，讀出V表的示數(shù)為1.5V，如下圖所示：

串聯(lián)電路中的電流處處相等，所以可得I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-{U}_{0}}{R}$，
即$\frac{1.5V}{20Ω}$=$\frac{4.5V-1.5V}{R}$
解得：R=40Ω；
Ⅱ、保持滑動變阻器滑片P的位置不變，將開關(guān)S擲向2，讀出V表的示數(shù)為2.5V，如下圖所示：

串聯(lián)電路中的電流處處相等，所以可得I′=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$=$\frac{U-{U}_{x}}{R}$，
即$\frac{2.5V}{{R}_{x}}$=$\frac{4.5V-2.5V}{40Ω}$，解得Rx=50Ω．
（2）由以上計算可知，應(yīng)選擇最大阻值較大的C規(guī)格的滑動變阻器．
故答案為：（1）b；   40；  50；（2）C．

點評 本題考查了串聯(lián)電路特點和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是會分析電路圖得出測量待測電阻的方法，難點是根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點確定滑動變阻器的規(guī)格及其正確的使用．