Question

6．“測金屬絲的電阻Rx實驗中”．所用器材為：電池組（兩節干電池）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關、導線若干．

（1）圖甲是測量Rx的實驗器材實物圖，小明正確連接好電路后，閉合開關，發現電流表示數為零、電壓表示數為3V，則發生故障的部位是待測金屬絲（填“待測金屬絲”、“滑動變阻器”或“開關”）．
（2）排除故障后，進行實驗測量，記錄數據如下，其中第5次的電流表讀數如圖乙所示，請將讀數填入表格的空格處．

次數	1	2	3	4	5	6
U/V	0.3	0.8	1	1.5	2.0	2.5
I/A	0.06	0.16	0.20	0.30	0.46	0.50

（3）分析小明的實驗數據，他選擇的滑動變阻器是C
A．“20Ω，2A”滑動變阻器    B．“30Ω，2A”滑動變阻器    C．“50Ω，1A”滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）閉合開關，發現電流表示數為零，說明電路斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極相連，與電壓表并聯的待測金屬絲之外的電路不存在斷路，由此確定發生故障的部位；
（2）根據圖示確定電流表的量程和分度值再讀數；
（3）判斷滑動變阻器的使用規格，關鍵是判斷滑動變阻器的最大電阻；當電路中電流最小時，滑動變阻器接入電路的阻值最大；從表格數據找出最小電流，根據串聯電路的特點和歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值．

解答 解：（1）閉合開關，發現電流表示數為零，說明電路存在斷路故障；電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極相連，與電壓表并聯的待測金屬絲之外的電路不存在斷路，所以，電路故障是待測金屬絲斷路；
（2）根據圖甲和表中數據可知，電流表使用的是0～0.6A量程，分度值為0.02A，其示數為0.46A；
（3）由表格數據可知，電路中的最小電流為0.06A，待測金屬絲兩端電壓為0.3V；
由圖甲可知，電源為2節干電池串聯，則電源電壓U=3V；
由串聯電路電壓規律可知，滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_絲=3V-0.3V=2.7V；
由歐姆定律可得，滑動變阻器接入電路的最大阻值：R_滑大=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{2.7V}{0.06A}$=45Ω＞30Ω或20Ω；
所以他應選擇“50Ω，1A”的滑動變阻器，故選C．
故答案為：（1）待測金屬絲；（2）0.46；（3）C．

點評 本題考查了電路故障的判斷、電流表的讀數、串聯電路電流和電壓的特點、歐姆定律的應用；難點是第3小題，注意電路中的電流不能超過滑動變阻器允許通過的最大電流，滑動變阻器的最大電阻稍大于電路需要的電阻．