Question

如图甲所示，是用伏安法测定未知电阻R_x的实验电路实物图．
 
（1）小文同学连接好实验电路，检查连接无误后闭合开关，发现电流表无示数，而电压表的示数接近电源电压．请你判断电路中出现的故障可能是以下情况中的______
A．滑动变阻器短路
B．待测电阻R_x断路
C．待测电阻R_x短路
D．电流表接线柱断路
（2）排除故障后，闭合开关S₁，调节滑动变阻器观察到电表的读数如图乙所示，则I=______A，R_x=______．
（3）若在图甲的实验器材中缺少电压表和滑动变阻器，但有一只已知阻值为R的电阻和开关S₂．请在下边方框中，设计另一种测定未知电阻R_x的实验电路图，并写出待测电阻的表达式R_x=______．
（用I表示通过R的电流；I_x表示通过R_x的电流；I表示总电流）

Answer

（1）电流表无示数，说明电路没有电流通过是断路，电压表的示数接近电源的电压，说明和电压表并联的用电器断路，电压表测量的是电源电压．
（2）首先读出电流表和电压表示数，然后根据R=计算电阻．
（3）利用并联电路电压规律和欧姆定律得出电阻的阻值．当S2断开时，电流为I，则R两端电压为IR；当S2闭合时，干路电流为I，则通过Rx的电流是I-I，Rx两端的电压是（I-I）Rx，由于R与Rx两端的电压相等，根据电压相等，我们列出方程，就可以得出Rx的阻值了．
【解析】
（1）根据电流表无示数，可判断电路没有电流通过，是断路；根据电压表的示数接近电源的电压，可判断和电压表并联的用电器断路，电压表测量的是电源电压，选项B正确．
（2）电压表使用的量程为0～3V，此时读数为U=2V，电流表使用的量程为0～0.6A，此时的读数为I=0.4A，
阻值为Rx===5Ω
（3）电路图设计如下：

步骤为：①断开开关S2，闭合开关S1，记录此时电流表的示数I0；
②同时闭合开关S1S2，记录此时电流表的示数I．
因为电阻R与Rx并联，所以U=Ux，即IR=（I-I）Rx
即：Rx==R．
故答案为：（1）B；（2）0.4； 5Ω；（3）R．