Question

19．（1）小明采取“等效替代法”用電阻箱R₀（0～9999Ω）來測定未知電阻R_X的阻值．他設計的電路如圖甲所示，正確連接電路后，小明先將開關S撥至位置2（選填“1”或“2”）處，調節(jié)滑動變阻器的滑片P至某一位置，記下此時電流表的示數I₁；再將開關S撥至另一位置，調節(jié)電阻箱R₀，使電流表的示數恰好為I₁，記下此時電阻箱的示數如圖乙所示，則未知電阻R_X的測量值為108?．
（2）小明在探究“電流與電阻關系”的實驗中，設計電路圖如圖丙所示．

①請根據圖甲電路圖用筆畫線代替導線將圖乙所示實物連接成完整電路（導線不允許交叉）．
②正確連接電路后閉合開關，發(fā)現電流表沒有示數，移動滑動變阻器的滑片P，電壓表示數始終接近電源電壓．造成這一現象的原因可能是定值電阻R斷路（定值電阻R處接觸不良）．
③排除故障后進行實驗．下表是正確進行實驗操作記錄的部分實驗數據．若進行第3次實驗時，將定值電阻R的阻值由20Ω換為30Ω接入電路中后，沒有調節(jié)滑動變阻器的滑片P就直接讀出電流表的示數，則此時電流表的示數可能是B

實驗序號	1	2	3	4	5
R/Ω	10	20	30	40	50
I/A	0.60	0.30		0.15	0.12

A．0.30A      B．0.24A      C．0.20A      D．0.14A．

Answer 1

分析 （1）根據等效替代法進行分析，使接電阻箱和未知電阻時的效果相同，可知電阻相等，讀出電阻箱的示數即為未知電阻R_X的阻值；
（2）①根據電路圖連接實物電路圖，注意滑動變阻器要按“一上一下”的方式接入電路，電壓表與未知電阻R_X并聯；
②電流表無示數，說明電路故障為斷路；電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，據此判斷故障的具體位置；
③將定值電阻R的阻值由20Ω換為30Ω接入電路中后，沒有調節(jié)滑動變阻器的滑片P，此時電路總電阻變大，電路中的電流變小，
定值電阻的阻值變大，其兩端的電壓變大，即電壓表的示數大于6V，根據歐姆定律的變形公式U=IR結合選項逐一進行判斷即可得出答案．

解答 解：（1）如圖甲所示的電路進行測量，正確連接電路后，
小明先將開關S撥至位置 2處，調節(jié)滑動變阻器的滑片P至某一位置，記下此時電流表的示數I₁；
再將開關S撥至另一位置，調節(jié) 電阻箱R₀，使電流表的示數恰好為I₁，記下電阻箱的示數為R′，
根據串聯電路的特點可知，滑動變阻器R接入電路的阻值和兩端的電壓不變時，R_x的阻值和電阻箱的阻值相等，
則未知電阻R_x的測量值為1×100Ω+8×1Ω=108Ω．
（2）①根據電路圖連接實物電路圖，把電阻與滑動變阻器串聯接入電路，電壓表與電阻并聯，
當滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，故將滑動變阻器的右下接線柱接入電路，如圖所示：

②電流表無示數，說明電路故障為斷路；電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此故障為定值電阻斷路．
③A、將定值電阻R的阻值由20Ω換為30Ω接入電路中后，沒有調節(jié)滑動變阻器的滑片P，此時電路總電阻變大，
電路中的電流變小，即直接讀出電流表的示數小于0.30A，不符合題意；
BCD、由于定值電阻的阻值變大，其兩端的電壓將變大，即電壓表的示數大于6V，
由歐姆定律得，U=IR=0.24A×30Ω=7.2V＞6V，符合題意，
U′=I′R=0.20A×30Ω=6V，不符合題意；
U″=I″R=0.14A×30Ω=4.2V＜6V，不符合題意．
故選：B．
故答案為：（1）2；電阻箱R₀；108；
（2）①如圖所示； ②電阻R斷路（電阻R處接觸不良）；③B．

點評 （1）本題是一道特殊法測電阻的實驗題，考查了串聯電路的特點和歐姆定律以及電阻箱的讀數等知識，著重體現了等效替代法在實驗中的具體應用，是一道好題．
（2）此題是探究“電壓一定時，電流跟電阻的關系”的實驗，考查了實物電路的連接、電路故障的分析、串聯電路的特點及歐姆定律的應用等知識，最后一問電流表示數的判斷，有一定的難度．