Question

【題目】實驗室要測量一只未知阻值Rx的阻值，提供的器材有：由兩節干電池串聯成的電源，學生用電流表（0～0.6A，0﹣3A）一只，學生用電壓表（0～3V，0﹣15V）一只，阻值變化范圍合適的滑動變阻器R一只，電阻箱R0一只，開關和導線若干。

小明、小華、小虎、小芳分別設計了如圖中甲，乙，丙、丁4種電路。

（1）小明設計如圖甲所示的方案，依據的原理為_____；

（2）根據圖乙連接如圖實物圖；

（______）

（3）小虎設計的實驗方案，電路圖如圖丙所示，你幫她補完實驗操作步驟：

①按照電路圖連接好電路后，閉合開關，將電阻箱阻值調至最大；記下_____和_____；（用文字和物理量的符號說明）

②將電阻箱阻值調為0Ω，記下電壓表示數U；

③待測電阻Rx的表達式為：Rx＝_____；

（4）若Rx的阻值約為400Ω，能根據設計的電路測出Rx的實驗的方案有_____（選填序號）。

A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲、乙、丙、丁均可

Answer 1

【答案】R＝ 電阻箱阻值R0 電壓表示數U1 R0 C

【解析】

（1）如圖甲所示的方案，電壓表測電阻的電壓，電流表測電阻的電流，依據的原理為：R＝；

（2）圖乙中，通過單刀雙擲開關的轉換，變阻器可分別與待測電阻和電阻箱連入電路中，如下所示：

①按照電路圖連接好電路后，閉合開關，將電阻箱阻值調至最大；記下電阻箱連入電路中的電阻R0和 電壓表示數U1；

②將電阻箱阻值調為0Ω，記下電壓表示數U；

③在②中，電壓表測電源電壓U；

在①中電阻箱與待測電阻串聯，根據串聯電路電壓的規律，電阻箱的電壓：

U0＝U﹣U1，由歐姆定律，電路的電流：

I＝＝；

由串聯電路電流的規律和歐姆定律，

待測電阻Rx的表達式為：

Rx＝＝＝R0；

（4）電源由兩節干電池串聯，故電源電壓為3V，因Rx的阻值約為400Ω，由歐姆定律，故電路中的最大電流：

I大＝=＝0.0075A，小于電流表小量程的分度值0.02A，故電路中的電流表不能測量電流；故甲乙不可行；

丙中，使電阻箱連入電路中的電阻為350Ω，記下電壓表的示數UV，根據串聯電路電壓的可得出待測電阻的電壓，根據分壓原理，由歐姆定律可求出待測電阻的大小，丙可行；

丁中，由題意，阻值變化范圍合適的滑動變阻器R一只，將S擲于1，移動變阻器使電壓表示數為1V，

再將S擲于2，移動電阻箱連入電路中的電阻，使電壓表示數不變，根據等效替代法，則此時電阻箱連入電路中的電阻大小即為待測電阻的大小，丁可行；

故選C。