Question

小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电压小于24伏且保持不变）、待测电阻R_x、电压表、电流表（只有0.6安量程可用）、滑动变阻器（标有“1安”字样）、阻值为10欧的定值电阻R₁、阻值为30欧的定值电阻R₂、开关及导线若干。实验器材均完好。

(1)小华经过思考，先进行一次实验测电源电压，实验电路图及闭合开关S后对应的电压表的示数如图所示。小华实验所用电源电压为_________伏；

(2)小华根据第一次实验结果进行思考后开始第二次实验，他正确串联电源、待测电阻、电流表、滑动变阻器和开关，然后把电压表并联接入电路。闭合开关后，将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中，发现电流表示数由0.20安增大到0.58安，此过程中电压表示数减小了4.0伏。当移动变阻器滑片到某个位置时，电压表、电流表的示数分别如图（a）、（b）所示，电压表示数为_______V，电流表示数为_________A。

根据图（a）、（b）所示电压表、电流表示数，计算待测电阻R_x=__________Ω。

（3）小明分析了小华的实验数据与计算结果，他认为是小华电压表所选量程不对。小明在小华电路基础上，将电压表换为另一量程并联在R_x两端。为了使实验过程中电表指针能不低于刻度盘的，他应串联电阻___________（选填R₁或R₂），滑动变阻器阻值接入范围为____________。

Answer

6 4.0 0.2 10 R1 0~20Ω

【解析】

(1)[1]假设电压表的量程是0~15V，这时电压表的示数是7.5V，从电路图可以看到，这是一个串联电路，电压表并联在电阻R1两端，电路中的电流

电阻R2两端的电压

电源电压

这与题意不符合，所以电压表的量程不是0~15V；那么电压表的量程是0~3V，它的读数是1.5V，电路中的电流

电阻R2两端的电压

电源电压

这与题意相符合，所以小华实验所用电源电压为6V。

(2)[2]由题意可知，将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中，电压表示数减小了4.0V，那么电压表的量程不可能是0~3V，电压表的量程是0~15V，从图（a）可以看到，电压表示数是4V。

[3]电流表的量程只能是0~0.6A，从图（b）可以看到，电流表的示数是0.2A。

[4]由题意可知，将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中，电流表示数变大，根据可知，电路的总电阻变小，待测电阻Rx阻值不变，那么滑动变阻器接入电路的阻值在变小，待测电阻Rx的电压在变大，变阻器的电压在变小，由于此过程中电压表示数减小了4.0V，那么电压表是并联在变阻器两端的，电源电压是6V，那么待测电阻Rx的电压是

电路中的电流大小是0.2A，那么待测电阻Rx的大小

待测电阻Rx的大小是。

(3)[5][6]由题意可知，这时电压表的量程是0~3V，假设串联电阻R2，那么电路中的电流大小

但是要求实验过程中电表指针能不低于刻度盘的，电流表的量程是0~0.6A，指针不能低于0.15A，所以不能串联电阻R2；串联电阻R1，那么电路中的电流大小要求

待测电阻Rx的电压

解得

即他应串联电阻R1，滑动变阻器阻值接入范围为0~20Ω。