Question

（2013?泰州）如圖（甲）所示是測量定值電阻R_x阻值的實(shí)驗(yàn)電路．

（1）請將實(shí)驗(yàn)電路用筆劃線代替導(dǎo)線連接完整．
（2）連好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，電路的故障可能是

R_x

斷路．排除故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖（乙）所示，則通過電阻的電流為

0.24

A，阻值為

10

Ω．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，老師向同學(xué)們提出：“如果不適用電壓表，再提供一只已知阻值的定值電阻R₀，能否設(shè)計(jì)一個(gè)也能測量R_x阻值的實(shí)驗(yàn)”．如圖丙是小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，他的做法是：將S接到a時(shí)，讀出電流表的示數(shù)I₁；再將接到b，讀出電流表的示數(shù)I₂；I₂R_x=I₁R₀由可得R_x=

I1R0

I2

．試對小明的方案做出評(píng)價(jià)（必須簡要說明理由）

Answer 1

分析：（1）在測量定值電阻R_x阻值的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)中，電流表、待測電阻、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端；滑動(dòng)變阻器采用“一上一下”的接法；
（2）電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極之間連接是連通的；電流表無示數(shù)說明是某處斷路或電流表短路，綜合分析進(jìn)行故障判斷．
確定電流表量程、最小分度值，讀出電流表示數(shù)，已知電壓和電流，由R=

U

I

求出電阻阻值；
（3）小明想用等效替代法測待測電阻的電壓，但根據(jù)小明的設(shè)計(jì)，當(dāng)開關(guān)S由a撥到b時(shí)，電阻R₀和R_X兩端的電壓不相等，小明的設(shè)計(jì)是不合理的．

解答：解：
（1）由圖知：大部分電路已經(jīng)連接完成，滑動(dòng)變阻器連接了左上方的接線柱，需要再選擇下方的一個(gè)接線柱與電源正極相連．電路連接如圖所示；
（2）電流表無示數(shù)，說明電路無電流通過，而電壓表有示數(shù)說明正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極之間連接是連通的，所以電路故障為待測電阻R_x斷路．
電流表選擇的是0～0.6A量程，對應(yīng)的分度值為0.02A，此時(shí)的示數(shù)為0.24A，
待測電阻的阻值為R=

U

I

=

2.4V

0.24A

=10Ω；
（3）小明的設(shè)計(jì)不合理，因?yàn)椋涸诖��?lián)電路中，用電器兩端電壓與其阻值成正比，當(dāng)開關(guān)S由a撥到b時(shí)，電阻R₀和R_X兩端的電壓不相等．
故答案為：
（1）實(shí)物連接如下圖：

（2）電阻R_x；0.24；10；
（3）不合理，因?yàn)镾接a、b時(shí)，R_x與R₀兩端的電壓不相等．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了連接電路、電路故障分析、電流表的讀數(shù)和電阻的計(jì)算以及不同方法測量待測電阻阻值，其中利用串聯(lián)電路特點(diǎn)應(yīng)用等效法測量電阻阻值時(shí)，應(yīng)該保持電阻和電阻電阻兩端電壓相同．