Question

（2008?崇文區(qū)一模）如圖甲所示，是用伏安法測(cè)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(wú)誤后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，而電壓表的示數(shù)接近電源電壓．請(qǐng)你判斷電路中出現(xiàn)的故障可能是以下情況中的

B

A．滑動(dòng)變阻器短路
B．待測(cè)電阻R_x斷路
C．待測(cè)電阻R_x短路
D．電流表接線柱斷路
（2）排除故障后，閉合開(kāi)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=

0.4

A，R_x=

5Ω

?．
（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R₀的電阻和開(kāi)關(guān)S₂．請(qǐng)?jiān)谙逻叿娇蛑校�設(shè)計(jì)另一種測(cè)定未知電阻R_x的實(shí)驗(yàn)電路圖，并寫(xiě)出待測(cè)電阻的表達(dá)式R_x=

I0

I-I0

R₀

．
（用I₀表示通過(guò)R₀的電流；I_x表示通過(guò)R_x的電流；I表示總電流）

Answer 1

分析：（1）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路沒(méi)有電流通過(guò)是斷路，電壓表的示數(shù)接近電源的電壓，說(shuō)明和電壓表并聯(lián)的用電器斷路，電壓表測(cè)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=

U

I

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(kāi)時(shí)，電流為I₀，則R₀兩端電壓為I₀R₀；當(dāng)S₂閉合時(shí)，干路電流為I，則通過(guò)R_x的電流是I-I₀，R_x兩端的電壓是（I-I₀）R_x，由于R₀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(wú)示數(shù)，可判斷電路沒(méi)有電流通過(guò)，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(cè)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=

U

I

=

2V

0.4A

=5Ω
（3）電路圖設(shè)計(jì)如下：

步驟為：①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)I0；
②同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S1S2，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)I．
因?yàn)殡娮鑂₀與Rx并聯(lián)，所以U₀=Ux，即I₀R₀=（I-I₀）Rx
即：Rx=

I0R0

I-I0

=

I0

I-I0

R₀．
故答案為：（1）B；（2）0.4； 5Ω；（3）

I0

I-I0

R₀．

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(jiàn)題型，對(duì)于電路錯(cuò)誤要根據(jù)現(xiàn)象來(lái)判斷，特別是電流表、電壓表的有無(wú)示數(shù)是判斷的關(guān)鍵；
（2）開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)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(méi)有電壓表的問(wèn)題了．