Question

【題目】用“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，老師提供了以下器材：幾節(jié)干電池做電源、已知阻值的電阻RL1個(gè)、最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器1個(gè)、被測(cè)電阻Rx，開關(guān)2個(gè)，電壓表和電流表各1只、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)前老師啟發(fā)同學(xué)們，為了使測(cè)定的電阻值更精確，采用多次測(cè)量取平均值的方法。甲、乙、丙、丁四個(gè)小組分別設(shè)計(jì)了以下可測(cè)電阻Rx的四個(gè)方案（如圖），依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案回答：

(1)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得下表所示數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)是_____小組測(cè)量的。

次數(shù) 物理量	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.5	3	4.5	6	7.5
電流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

(2)乙小組在實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，而電壓表的示數(shù)等于電源電壓。則該電路的故障可能為_____。

(3)在丁小組實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，閉合開關(guān)S和S1，電流表和電壓表的示數(shù)如圖所示，則電阻Rx兩端電壓是_____V，通過(guò)電阻Rx的電流是_____A，電阻的阻值是_____Ω。

(4)甲小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表不能正常使用，于是撤去電壓表設(shè)計(jì)了以下4種方案。其中不能測(cè)出Rx的方案是_____（只填字母）.如果S、S1都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為I1，閉合S、斷開S1時(shí)，電流表示數(shù)為I2，則電阻的表達(dá)式為方案_____（只填字母）的測(cè)量結(jié)果。

Answer 1

【答案】丙 Rx斷路 4.5 0.3 15 A B

【解析】

(1)[1]分析圖中數(shù)據(jù)知道，電流電壓是逐漸變化的，很明顯甲、乙只能測(cè)量一組數(shù)據(jù)，而丁圖中的開關(guān)S1 的斷開和閉合也只能測(cè)量?jī)山M數(shù)據(jù)，所以，該數(shù)據(jù)只可能是丙小組的；

(2)[2]由于乙小組在實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)S后，電壓表的示數(shù)等于電源電壓，則說(shuō)明電壓表與電源的正負(fù)兩極相連通，電流表示數(shù)幾乎為零，則說(shuō)明開路的位置在被測(cè)電阻Rx 上；

(3)[3]在丁小組實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，閉合開關(guān)S和S1，則RL短路，電路中只有Rx，由于丁圖中的電壓表的量程和分度值分別為15V、0.5V，所以，示數(shù)是4.5V；

[4]由于電流表的量程和分度值分別為0.6A、0.02A，所以，示數(shù)是0.3A；通過(guò)電阻Rx的電流是0.3A；

[5]由歐姆定律知道，電阻Rx的阻值是：

；

(4)[6]由歐姆定律知道，要想測(cè)出Rx的阻值，應(yīng)先得出Rx兩端的電壓及通過(guò)Rx的電流，若電壓表不能正常使用，則可根據(jù)并聯(lián)的電壓特點(diǎn)或?qū)⒋郎y(cè)電阻與定值電阻分別接入同一個(gè)電源上，間接得出Rx兩端的電壓，由圖知道，A圖中只能測(cè)出Rx的電流，無(wú)法間接測(cè)出Rx兩端的電壓。

[7]如果S、S1 都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為I1 ，閉合S、斷開S1時(shí)，電流表示數(shù)為I2 ；則若是方案B中的電路，電阻的表達(dá)式是：

；

若是方案C中的電路，電阻的表達(dá)式是：

；

若是方案D中的電路，電阻的表達(dá)式是：

；

所以，電阻的表達(dá)式是方案B的測(cè)量結(jié)果。