某实验小组的小明利用图甲所示电路测量一定值电阻Rx(不考虑温度对电阻的影响),图中连接电压表的线未画出.实验时,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,得到电流表和电压表的示数分别如乙表所示.经检查与核对,他们的实验操作与数据记录都准确无误.根据表中数据解答下列问题:电流表示数/A电压表示数/V0.303.00.402.00.501.0(1)请在图中将小明的实验电路连接完整.
(2)试求定值电阻Rx以及电源电压U.
(3)当定值电阻Rx消耗的电功率为2.5W时,滑动变阻器接入电路的电阻是多少?
网友回答
解:(1)由表中数据可知,电压表选0~3V的量程,且并接在滑动变阻器两端;如图所示.
??
?(2)∵定值电阻和滑动变阻器串联
∴电源电压为:U=IRx+U滑
由表可知,当电流表示数为0.30A时,电压表示数为3.0V
U=0.30A×Rx+3.0V--------------①
当电流表示数为0.40A时,电压表示数为2.0V
U=0.40A×Rx+2.0V-------------②
联立①②解之得:
U=6V,Rx=10Ω??????????????????????????????????
(3)电路中的电流:
I===0.5A??????????????????????????????????????????????
电路中的总电阻:
R总===12Ω???????????????????????????
滑动变阻器接入电路的电阻:
R滑=R总-Rx=12Ω-10Ω=2Ω.
答:(1)如图所示;(2)定值电阻Rx的阻值为10Ω;电源电压为6V;(3)滑动变阻器接入电路的电阻2Ω.
解析分析:(1)分析表中数据可知,随着滑动变阻器阻值减小,电流表示数增大,电压表示数减小,电压与电流的比值减小,所以电压表一定是接在滑动变阻器两端.(2)根据串联电路电压特点可知,电源的电压等于各分电阻电压值和,利用表中数据分别代入电源电压的表达式,即可求出定值电阻Rx以及电源电压U.(3)根据电功率公式求出电路中电流,再根据欧姆定律求出串联电路的总电阻,最后根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路的电阻.
点评:本题考查了电压表的正确使用和欧姆定律、电功率公式的简单计算;关键是根据表格数据得出电压表与滑动变阻器并联.