【題目】(1)在某次實驗時,電壓表因出現(xiàn)故障而不能使用,小亮用原有的電流表、滑動變阻器,增添一個定值電阻R0和一個單刀雙擲開關,設計了如圖1所示的電路.測量時,閉合S1,將S2拔到1,電流表的示數(shù)為l1;將S2拔到2,電流表的示數(shù)為l2,小亮說待測電阻Rx=,小明認真分析電路后發(fā)現(xiàn)小亮的設計不合理,原因是:

(2)在只有一只電表的情況下,小明設計了如圖2所示的四種電路,電阻R0已知,通過閉合或斷開電路中的不同開關時,你認為不能測算出未知電阻Rx阻值的電路是

【答案】(1)兩次測量時R0與Rx電壓不相等;(2)C

【解析】

試題分析:(1)由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中,當開關S2由1撥到2時,電阻兩端的電壓發(fā)生變化,而實驗中認為電阻兩端電壓不變,導致實驗錯誤,實驗電路圖設計不合理;

(2)利用電壓表和電流表,結合串、并聯(lián)電路電流和電壓特點以及歐姆定律,直接或間接得出被測電阻兩端的電壓和電流,根據(jù)Rx=求出電阻.

解:

(1)在該實驗設計中:由于滑動變阻器串聯(lián)在電路中,當S2由1撥到2時,電阻兩端的電壓發(fā)生變化,而實驗中認為R0與Rx電壓是相等的,導致實驗計算結果錯誤,該實驗存在缺陷,設計不合理;

(2)A、當開關S1和S2都閉合時,Rx被短路只有R0中有電流,電流表測得此時的電流I,根據(jù)U=IR0求出電源電壓;

當只閉合開關S2時,定值電阻R0和Rx串聯(lián),電流表測得的即是R0的電流也是Rx中的電流Ix,根據(jù)U0=R0Ix求出R0表兩端的電壓,則Ux=U﹣U0,根據(jù)Rx=求出電阻,故A正確.

B、開關S1和S2都閉合時,R0被短路,電壓表測量電源電壓U;只閉合S2時,R0和Rx串聯(lián),電壓表直接測量Rx兩端的電壓Ux.根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各串聯(lián)導體電壓之和,求出定值電阻兩端的電壓U0=U﹣Ux,根據(jù)I0=,求出通過定值電阻的電流.根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,通過Rx電流等于通過定值電阻電流Ix=I0.根據(jù)Rx=求出電阻,故B正確.

C、當開關S1和S2都閉合時,R0和Rx并聯(lián),電壓表測量電源電壓、R0電壓、Rx電壓Ux;

只閉合開關S2時,電壓表測量電源電壓、Rx電壓Ux,不能直接或間接測量出Rx電流,所以不能求出Rx電阻.故C錯誤,符合題意.

D、當開關S1和S2都閉合時,定值電阻R0和Rx并聯(lián),電流表測量干路中電流I;

只閉合開關S2時,Rx被斷路,電流表測量R0中電流I0.用并聯(lián)電路電流特點,求出開關S1和S2都閉合時R0中電流Ix=I﹣I0,則R0兩端電壓U0=I0R0,根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點知Ux=U0,根據(jù)Rx=求出電阻.故D正確.

故答案為:(1)兩次測量時R0與Rx電壓不相等;(2)C.

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