Question

如圖甲所示，是用伏安法測定未知電阻R_x的實(shí)驗(yàn)電路實(shí)物圖．
 
（1）小文同學(xué)連接好實(shí)驗(yàn)電路，檢查連接無誤后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，而電壓表的示數(shù)接近電源電壓．請你判斷電路中出現(xiàn)的故障可能是以下情況中的______
A．滑動(dòng)變阻器短路
B．待測電阻R_x斷路
C．待測電阻R_x短路
D．電流表接線柱斷路
（2）排除故障后，閉合開關(guān)S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觀察到電表的讀數(shù)如圖乙所示，則I=______A，R_x=______?．
（3）若在圖甲的實(shí)驗(yàn)器材中缺少電壓表和滑動(dòng)變阻器，但有一只已知阻值為R的電阻和開關(guān)S₂．請?jiān)谙逻叿娇蛑�，設(shè)計(jì)另一種測定未知電阻R_x的實(shí)驗(yàn)電路圖，并寫出待測電阻的表達(dá)式R_x=______．
（用I表示通過R的電流；I_x表示通過R_x的電流；I表示總電流）

Answer 1

【答案】分析：（1）電流表無示數(shù)，說明電路沒有電流通過是斷路，電壓表的示數(shù)接近電源的電壓，說明和電壓表并聯(lián)的用電器斷路，電壓表測量的是電源電壓．
（2）首先讀出電流表和電壓表示數(shù)，然后根據(jù)R=計(jì)算電阻．
（3）利用并聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律得出電阻的阻值．當(dāng)S₂斷開時(shí)，電流為I，則R兩端電壓為IR；當(dāng)S₂閉合時(shí)，干路電流為I，則通過R_x的電流是I-I，R_x兩端的電壓是（I-I）R_x，由于R與R_x兩端的電壓相等，根據(jù)電壓相等，我們列出方程，就可以得出R_x的阻值了．
解答：解：（1）根據(jù)電流表無示數(shù)，可判斷電路沒有電流通過，是斷路；根據(jù)電壓表的示數(shù)接近電源的電壓，可判斷和電壓表并聯(lián)的用電器斷路，電壓表測量的是電源電壓，選項(xiàng)B正確．
（2）電壓表使用的量程為0～3V，此時(shí)讀數(shù)為U=2V，電流表使用的量程為0～0.6A，此時(shí)的讀數(shù)為I=0.4A，
阻值為R_x===5Ω
（3）電路圖設(shè)計(jì)如下：

步驟為：①斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S1，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)I0；
②同時(shí)閉合開關(guān)S1S2，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)I．
因?yàn)殡娮鑂與Rx并聯(lián)，所以U=Ux，即IR=（I-I）Rx
即：Rx==R．
故答案為：（1）B；（2）0.4； 5Ω；（3）R．
點(diǎn)評(píng)：（1）此題考查了實(shí)驗(yàn)電路的錯(cuò)誤判斷和電功率計(jì)算，這是電學(xué)實(shí)驗(yàn)題的常見題型，對(duì)于電路錯(cuò)誤要根據(jù)現(xiàn)象來判斷，特別是電流表、電壓表的有無示數(shù)是判斷的關(guān)鍵；
（2）開關(guān)的閉合和斷開可以改變電路的結(jié)構(gòu)．解答本題的關(guān)鍵在于要想到利用并聯(lián)電路電壓相等這個(gè)特點(diǎn)，這樣就巧妙的解決了沒有電壓表的問題了．