Question

如图甲所示，小明利用“伏安法”测量未知电阻R_x的阻值，电源电压调为3V，所用滑动变阻器为（40Ω　1A），进行了如下实验：

(1)请你添加一条导线将实验电路补充完整，要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时电流表的读数变大（____）。

(2)连好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则此故障的原因可能是______。

(3)小明设计的实验步骤如下：

①电表调零，开关断开，按照电路图连接电路，滑动变阻器调到阻值最大。

②闭合开关，调节滑片P，读出一组电压表、电流表的示数U和I并记录在表格中。

③根据R＝，计算出R_x的阻值并记录在表格中。

从实验步骤看，这个实验存在的主要缺陷是：______。

(4)电路正常后，闭合开关S，滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，电流表的示数如图丙所示，则电阻R_x的阻值为______Ω。

(5)小明还想探究电流与电阻的关系，电源电压调为6V不变，又取了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻，并使电压表的示数始终保持2.5V不变，多次更换阻值不同的定值电阻，记录各次电流表的示数，然后分析数据得出结论。在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻的阻值最大为______Ω。

（拓展）在探究电流与电阻的关系实验中，电阻两端电压始终保持2.5V不变，小明想让5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻都能使用，则电源电压的范围为______V至______V（结果保留小数点后两位）。

Answer

Rx断路 一次实验，结论具有偶然性 4 25 2.5 5 .83

【解析】

(1)要使滑动变阻器的滑片P向左滑动电流表的读数变大，电阻减小，应将电源的正极与滑动变阻器左下接线柱相接，如答图所示；(2)电流表无示数，说明电路中没有电流或电流极小；电压表测量待测电阻两端的电压，示数接近电源电压，则此故障的原因可能是Rx断路，此时相当于将电流表、电压表和滑动变阻器串联在电路中；(3)本实验只进行了一次实验，结论具有偶然性，应调节滑片P，多次测量电流与电压值；(4)由图乙可知，U＝2V；由图丙可知，I＝0.5A，则Rx＝＝＝4Ω；(5)滑动变阻器的最大阻值为40Ω，电源电压为6V，要使电压表示数保持2.5V不变，可得Rx的最大值为：＝，＝，Rx≈28.6Ω，所以他更换的定值电阻的阻值最大为25Ω；【拓展】要使所有电阻均能使用，则电源电压的最小值为2.5V；当定值电阻接30Ω，滑动变阻器接最大值40Ω时，电源电压最大，由欧姆定律可得，电源电压的最大值为：＝，Umax≈5 .83V。