Question

【題目】在“伏安法”測電阻的實驗中，實驗電路圖如圖所示，若待測電阻Rx的阻值為8Ω，實驗過程中要求電表不得超過其量程，且電表的指針至少能到達刻度盤的中線，所用的實驗器材在下列器材中選取：電流表（0～0.6A或0～3A一只），電壓表（0～3V或0～6V）一只，滑動變阻器（0～50Ω）一只，電源一個（電壓保持6V不變），開關一個，導線若干。實驗中，為了保證電路安全，整個電路消耗的最大功率為_______W，滑動變阻器的取值范圍為________。

Answer 1

【答案】3.62Ω≤R≤8Ω

【解析】

（1）由電路圖可知，電阻Rx與滑動變阻器R串聯，電壓表測待測電阻兩端的電壓，電流表測電路中的電流。已知電源電壓為6V，Rx=8Ω，

當滑片在a端時，只有Rx連入電路中，此時電路中電阻最小，電流最大，則最大電流

，若電流表選用0~3A量程，電流表的指針不能到達刻度盤的中線，所以電流表應使用0~0.6A量程，電路中最大電流為0.6A；

此時Rx兩端電壓為6V，若使用0~3V量程，則電壓表的示數超過量程，所以電壓表使用0~6V量程；

則電路消耗的最大功率Pmax=6V×0.6A=3.6W；

（2）當電路中電流最大時，電路的總電阻最小，由歐姆定律可得

此時滑動變阻器連入電路的電阻最小為10Ω-8Ω=2Ω；

因為電表的指針至少能到達刻度盤的中線，所以Rx兩端電壓最小為3V，此時電路中的電流

，

電流表使用0~0.6A量程，此時電流表指針超過刻度盤中線，符合題目要求。

這時滑動變阻器R兩端的電壓最大，UR=U-Ux=6V -3V=3V，

則滑動變阻器連入電路最大電阻為；

所以滑動變阻器的取值范圍為2Ω≤R≤8Ω。