Question

小明用如圖所示電路測(cè)量某電路元件盒中未知電阻Rx的阻值，已知未知電阻Rx的阻值不小于5Ω，電源由兩節(jié)干電池組成，除了開關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材有：電壓表(量程0～15V，0～3V)，電流表(量程0～3A，0～0.6A)，滑動(dòng)變阻器R(20Ω，1A)，阻值已知且大小不等的定值電阻R1和R2．

(1)為完成此實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇_____ V，電流表的量程應(yīng)選擇_____ A．

(2)實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)是0.14A時(shí)，電壓表的示數(shù)是2.1V，當(dāng)電流表的示數(shù)是0.2A時(shí)，電壓表的示數(shù)是1.8V，電路元件盒中電源電壓是_____ V，未知電阻Rx的阻值是_____ Ω．此過程中小明 （填“由左向右”或“由右向左”）移動(dòng)滑片。

(3)小明的同學(xué)利用上述器材，還設(shè)計(jì)了測(cè)量未知電阻Rx的四種實(shí)驗(yàn)電路，其中無法測(cè)出未知電阻Rx的是_____ ．

Answer 1

（1）0—3 0—0.6 （2）2.8 5 由右向左 （3）A

【解析】

試題分析：（1）因?yàn)殡娫从蓛晒?jié)干電池組成，所以電源電壓為3V，電壓表的量程為0～3V；

當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為零時(shí)，電路中的電阻最小，此時(shí)電流最大，用歐姆定律計(jì)算出電流最大值為0.6A，因此電流表的量程為0～0.6A；

（2）滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓從2.1V降低到1.8V，定值電阻兩端的電壓變化了0.3V，通過定值電阻的電流變化了0.06A，所以定值電阻的阻值R=ΔU/ΔI=0.3V/0.06A=5Ω，當(dāng)電流為0.14A時(shí)，定值電阻兩端的電壓UR=IR=0.14A×5Ω=0.7V，電源電壓U=0.7V+2.1V=2.8V；

（3）A選項(xiàng)，將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，讀出電壓表的示數(shù)U，并根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流I，由于不知道Rx兩端的電壓，所以不能求出Rx的阻值。

B選項(xiàng)，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，此時(shí)被測(cè)電阻兩端電壓等于電源電壓U，并讀出電流表的示數(shù)I，根據(jù)歐姆定律可以求出未知電阻的阻值，因此該電路可以測(cè)量出未知電阻的阻值。

C選項(xiàng)，當(dāng)開關(guān)S撥至1時(shí)，讀出電流表的示數(shù)為I1，U=I1（R1+R2），當(dāng)開關(guān)S撥至2時(shí)，讀出電流表的示數(shù)為I2，U=I2（R2+Rx），可以求得Rx的大小。

D選項(xiàng)，當(dāng)S斷開時(shí)，電壓表測(cè)電源電壓。當(dāng)S斷開，電壓表測(cè)R1兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律，能求出電路中的電流，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，求出Rx兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律就可以求出Rx的阻值。

考點(diǎn)：電阻的測(cè)量