4.小慧用如圖甲所示的電路探究“通過導體的電流與導體兩端電壓的關(guān)系”.
(1)請用筆畫線代替導線,將甲圖中的電路連接完整.
(2)如表是她通過實驗得到的幾組數(shù)據(jù),其中第5組有明顯錯誤,原因是電流表量程弄錯了.
 數(shù)據(jù)序號 1 2 3 4 5 6
 電壓U/V 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
 電流I/A 0.08 0.16 0.24 0.32 2.00 0.48
(3)實驗中,她所選擇的變阻器是C.(選填字母)
A.10Ω 0.5A    B.20Ω 1A    C.50Ω 1A    D.50Ω 0.5A
(4)實驗過程中,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)幾乎為零,電壓表的示數(shù)接近3V.導線及連接處完好,則電路發(fā)生故障的原因是定值電阻斷路.
(5)老師接下來讓同學們用如圖乙所示的電路測量未知電阻Rx的阻值.器材有一個電源(電壓未知且恒定不變),一個量程合適的電流表,一個最大阻值為R0的滑動變阻器.請你寫出簡要的操作步驟及需要測量的物理量把滑動變阻器的滑片P移到a端,讀出電流表的示數(shù)為I1;再把滑動變阻器的滑片移到b端,讀出電流表的示數(shù)為I2.并用測量的物理量寫出Rx的數(shù)學表達式:Rx=Rx=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$.

分析 (1)在根據(jù)電路圖連接電路過程中,要特別注意電流表的位置、接法、量程選擇和電流方向;滑動變阻器采用“一上一下”的接法與定值電阻串聯(lián).
(2)對電流表讀數(shù)時,要先確定其量程與分度值,然后再讀數(shù).
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知實驗中的最小電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器的阻值即可確定滑動變阻器的規(guī)格.
(4)電流表無示數(shù),說明電路某處斷路;電壓表示數(shù)等于電源電壓,說明電壓表與電源連通,據(jù)此判斷電路故障所在.
(5)根據(jù)滑動變阻器接入電路的阻值為0和最大時讀出電流表的示數(shù),然后根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓規(guī)律即可求出被測電阻的阻值.

解答 解:(1)將開關(guān)的右接線柱與電流表“0.6”接線柱相連,如下圖所示:

(2)由表中實驗數(shù)據(jù)可知,數(shù)據(jù)2A錯誤,這是由于讀數(shù)時沒有注意觀察電流表量程造成的,電流表大量程是小量程的5倍,指針指在相同位置時,大量程是小量程的5倍,實驗時使用的是小量程,電流表示數(shù)應(yīng)該是0.4A,但讀數(shù)時按大量程讀數(shù),造成了錯誤.
(3)實驗中的最小電流I=0.08A,此時滑動變阻器連入阻值最大,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,滑動變阻器兩端的電壓:
U=U-UR=3V-0.4V=2.6V,
由I=$\frac{U}{R}$可得,滑動變阻器接入電路中的電阻:R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.6V}{0.08A}$=32.5Ω,故AB錯誤;
由于D選項中的滑動變阻器允許通過的最大電流較小,因此選擇50Ω 1A的滑動變阻器,故選C;
(4)電流表無示數(shù),說明電路某處斷路;電壓表示數(shù)等于電源電壓,說明電壓表與電源連通,因此電路故障為定值電阻斷路;
(5)把滑動變阻器的滑片P移到a端,讀出電流表的示數(shù)為I1;再把滑動變阻器的滑片移到b端,讀出電流表的示數(shù)為I2;
因為電源電壓不變,因此I1Rx=I2(Rx+R0),則Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$.
故答案為:(2)電流表量程弄錯了;(3)C;(4)定值電阻斷路;(5)把滑動變阻器的滑片P移到a端,讀出電流表的示數(shù)為I1;再把滑動變阻器的滑片移到b端,讀出電流表的示數(shù)為I2;Rx=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$.

點評 本題考查了連接實物電路圖、故障分析、電表讀數(shù)、歐姆定律的應(yīng)用以及實驗步驟設(shè)計等問題,難度較大,但需認真、細心分析.

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