Question

4．小安同學想用“伏安法”測量未知電阻R_x的阻值，所用器材如下：電源（電壓恒為3V）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關及導線若干．連接電路圖如圖甲所示，閉合開關后發現電流表無示數，電壓表示數為3V，則可能是由于R_x所在支路發生斷路故障造成．故障排除后，調節滑動變阻器滑片，當向右移動滑片時，觀察發現電壓表示數變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），停止移動滑片，發現電壓表、電流表示數如圖乙所示，則R_x的阻值是5Ω．

Answer 1

分析 （1）閉合開關后發現電流表無示數，可能是電路發生了斷路，由電壓表示數為3V，分析判斷故障的原因；
（2）由圖知，滑片右移變阻器連入阻值的變化情況，根據串聯電路特點和歐姆定律判斷電壓表示數的變化情況；
（3）根據電表的量程和分度值，讀出R_x兩端電壓和通過的電流，由I=$\frac{U}{R}$計算R_x的電阻．

解答 解：
（1）由題知，閉合開關后發現電流表無示數，可能是電路發生了斷路，由電壓表示數為3V，即等于電源電壓，說明電壓表與電源間是通路，且被串聯在電路中了，所以可能是由于R_x所在支路發生了斷路造成的；
（2）由圖甲知，滑動變阻器與R_x串聯，電壓表測R_x兩端電壓，電流表測電路中電流，
當向右移動滑片時，變阻器連入阻值變小，電路的總電阻變小，電源電壓恒定，由I=$\frac{U}{R}$知電路中電流變大，由U=IR知兩端電壓變大，即電壓表示數變大；
（3）由圖乙知，電壓表使用0-3V量程，分度值0.1V，R_x兩端電壓為2.5V；
電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，此時通過R_x的電流為0.5A，由I=$\frac{U}{R}$可得R_x的阻值：
R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
故答案為：斷路；變大；5．

點評 本題是測量電阻的實驗，考查了電路故障的分析、串聯電路特點和歐姆定律的應用、電表的讀數以及電阻的計算．電表的讀數要注意認清其量程和分度值，視線要與刻度面垂直．