Question

【题目】拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”，设计了图Ⅰ电路，并连接了图Ⅱ电路．
（1）图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误，无法完成实验，连接错误的导线是（填“a”、“b”或“c”）．
（2）正确连接后，继续实验，根据测得的实验数据，绘制了如图Ⅲ所示的曲线图． ①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线，其中与图Ⅰ电路中电压表V1对应的曲线是（填“甲”或“乙”）．
②已知电源电压恒为6V，根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线，得出的实验结论是 ． 从图中还可求得R1 的阻值为Ω，R2的最大阻值为Ω
（3）拓展探究：同学们根据串联电路的电压特点，重新设计如图Ⅳ电路（电源电压未知），利用电压表和定值电阻R0（已知阻值）测量未知定值电阻Rx的阻值． ①闭合开关S，开关S1 ， 开关S2 ， 测出电源电压记为U
②闭合开关S，开关S1 ， 开关S2 ， 测出Rx电压记为Ux
③Rx表达式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）b
（2）甲；串联电路中总电压等于各分电压之和；20；40
（3）断开；闭合；闭合；断开；Rx=
【解析】解：（1）由图I可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，由图Ⅱ可知，电压表V2被短路，连接错误的导线是b，b导线应与滑动变阻器的左下方接线柱相连；（2）①当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，电压表V2的示数最小，据此可知乙是V2对应的图线，则甲是V1对应的图线；②由图象可知，两电压表的示数之和均为6V即电源的电压，故可得结论：串联电路中总电压等于各分电压之和； ③由图象可知，当R1两端电压为3V时，此时的电流I=1.5A，则由I= 可得，R1= = =20Ω，由图象可知，最小电流I′=0.1A，则此时R1两端电压U′=2V，则R2两端最大电压U″=U总﹣U′=6V﹣2V=4V，则R2的最大阻值R最大= = =40Ω；（3）根据欧姆定律可知，要测未知电阻的阻值，就是想法设法测出电阻两端的电压和通过的电流；由Ⅳ电路图可知，闭合开关S2、断开开关S1时，Rx和R0串联，电压表测电源的电压，电压表示数为U（或同时闭合S1、S2 ， 电路为Rx的简单电路，电压表也测电源的电压U2），闭合开关S后，再闭合开关S1 ， 断开S2时，Rx和R0串联，电压表测Rx两端的电压，电压表示数为Ux；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压U0=U﹣Ux ， 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流I= = ，即 = ，解得：Rx= ．
所以答案是：（1）b；（2）①甲；②串联电路中总电压等于各分电压之和；20；40；（3）①断开；闭合；②闭合；断开；③Rx= ．