Question

4．在測量電阻的實驗中：

（1）小華設(shè)計的測量電路如圖1所示，待測電阻R_x約10Ω．
①在開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最左端；
②導(dǎo)線A、B、C、D中有一根連接錯誤，這根導(dǎo)線是D；
③改正連接錯誤并閉合開關(guān)后，小華發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)不為零且保持不變，而電流表示數(shù)始終為零，已知導(dǎo)線及各處連接完好，則電路中R_x出現(xiàn)了斷路故障．
（2）小清設(shè)計的測量另一待測電阻R_x阻值的電路如圖2所示
①他的測量步驟如下
第1步：將R_x接在電路中A、B兩點間，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P至適當位置，此時電壓表的示數(shù)如圖3所示，示數(shù)為2V；斷開開關(guān)S，移走Rx
第2步：再將電阻箱R接在A、B兩點間，閉合開關(guān)S，保持滑動變阻器的滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的示數(shù)仍如圖3所示，此時電阻箱接入電路中阻值R=48Ω，則小清測得R_x的阻值為48Ω
②在第2步中，若小清無意中將滑動變阻器的滑片P向右移了少許，則他測得R_x的阻值將偏大，設(shè)滑片P的右移使滑動變阻器接入電路的阻值增大了2Ω，則小清測得R_x的值為52Ω．

Answer 1

分析 （1）①閉合開關(guān)前，為保護電路，滑動變阻器應(yīng)滑至最大阻值處；
②變阻器應(yīng)與R串聯(lián)在電路中，據(jù)此分析；
③電壓表有示數(shù)，說明與電壓表兩接線柱連接的電路是通路，電流表無示數(shù)，說明電路斷路，從而判斷出故障的可能原因；
（2）①電壓表讀數(shù)時，先明確量程，再弄清最小分度，最后讀數(shù)；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點進行分析；
②根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點，$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，要使$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$不變，當其中的一個電阻變小時，另一個電阻也會隨之變小，據(jù)此分析．

解答 解：（1）①為保護電路，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑至最大阻值處即最左端；
②由圖可知，D導(dǎo)線使R_x短路，即R_x并未接入電路，因此D導(dǎo)線連接錯誤；
③連好電路，閉合開關(guān)，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)且保持不變，電流表無示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路，即R_x處斷路；
（2）①由圖可知，電壓表測用0-3V量程，最小分度為0.1V，可讀出示數(shù)為2V；保持變阻器接入電路的電阻和電壓表示數(shù)不變，則變阻器兩端電壓U變=U-2V仍不變，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，變阻箱此時接入電路中的阻值與R_x值相等，即R_x=48Ω；
②如果向右移動滑片，則此時變阻器接入電路的電阻變大，根據(jù)串聯(lián)電路$\frac{{R}_{滑}}{{R}_{箱}}$=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{箱}}$可知，$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{箱}}$不變時，R_滑變大，則R_箱也相應(yīng)變大，即他測得R_x的阻值將變大；
由$\frac{{R}_{滑}}{{R}_{x}}$=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{x}}$，變阻器未移動時接入電路的阻值，R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{x}}$×R_x=$\frac{3V-2V}{2V}$×48Ω=24Ω，
滑片P的右移使滑動變阻器接入電路的阻值增大了2Ω，即R'_滑=24Ω+2Ω=26Ω時，
$\frac{R{'}_{滑}}{{R'}_{x}}$=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{x}}$=$\frac{1V}{2V}$，即R_x=2R'_滑=2×26Ω=52Ω．
故答案為：（1）①左；②D；③R_x；斷；（2）①2；48；②大；52．

點評 本題考查了測未知電阻的兩種方法，要熟練掌握歐姆定律和串聯(lián)電路的特點，綜合性強，難度較大．