Question

某物理兴趣小组利用如图甲所示的实验电路图，测量电源电压U₀的大小和电阻R_x的阻值。电源电压U₀约为2V～3V，R_x的阻值约为6Ω～7Ω。实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表（量程0～0.6A，0～3A）、电压表（量程0～3V，0～15V）、滑动变阻器R（最大阻值为30Ω）。请你思考并完成下列问题：

（1）按照如图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将如图乙所示的实物图连接完整（连线不能交叉）。

（______）

（2）用物理量U₀、R_x、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式：U=____。

（3）①在正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到最_____端（选填“左”或“右”）；

②移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表的示数，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线（并虚线延长到纵轴），如图丙所示。根据图丙中信息可求得：电源电压U₀=___V，电阻R_x=___Ω，电路消耗的最大功率P=______W。

Answer

左 3 6 1.2

【解析】

(1)[1]电源电压U约为2V～3V，R1的阻值约为6Ω～7Ω，由欧姆定律，电路中的最大电流为：

，

故电流表选用小量程串联在电路中；电压表选用小量程并联在变阻器和电流表的两端，根据电路图连接实物图，如下图所示：

；

(2)[2]已知电源电压U0，电阻Rx和滑动变阻器串联，电路中电流为I，电压表测量滑动变阻器的电压，由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电压表的示数：

；

(3)①[3]为了保护电路，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值，即最左端；

②[4][5]电阻Rx和滑动变阻器串联，由图数据，根据欧姆定律和串联电路电压的规律可得，

；

即

，

，

由①②可得，U0=3V；Rx=6Ω；

[6]由图知，电路的最大电流为0.4A，电路消耗的最大功率：

。