Question

在用电阻箱、电压表测定一个未知定值电阻R_X的阻值时，小明设计了如图甲所示的实验电路，其中R′是电阻箱，R是定值电阻．
（1）图甲中，为测出R_X的阻值，闭合开关S后，小明应该先把开关S₁接到触点    （选填“1”或“2”），记录电压表的示数U；然后把开关S₁接到另一触点，并调节电阻箱R′，直到电压表示数也为U，读出此时电阻箱R′的示数（各旋钮的位置如图乙所示），则待测电阻R_X的阻值为    Ω．
（2）小兰认为将图甲中的电阻R去掉，也能测出R_X的阻值．你认为可行吗？答：   
（3）小亮设计了图丙的电路测R_X的阻值．与图甲的方法比较，你觉得图丙最显著的优点是：    ；在实验中小亮还想测量小灯泡的电阻，他把小灯泡换下了R_X，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数．发生故障的原因可能是    ．
（A）灯泡断路    （B）灯泡短路   （C）滑动变阻器断路  （D）滑动变阻器短路

Answer

（1）本实验应用了等效替代法，单刀双掷开关可控制待测电阻RX与定值电阻R串联，或电阻箱R'与定值电阻R串联，电压表测RX或R'与定值电阻R串联时的电压，当电压表示数相同时，电阻RX与电阻R'阻值相同，应该先把开关S1接到触点1；电阻箱各挡示数乘以倍率的和是电阻箱的阻值．
（2）去掉电阻R，电压表测的是电源电压U，不能保证电阻RX与电阻R'电压相同，测不出电阻R'的阻值．
（3）小亮设计电路中有滑动变阻器，可以进行多次测量，求平均值，可以减小误差；把图甲中的电阻R换成滑动变阻器，图甲也具有图丙的优点．
（4）灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路，根据电路故障现象分析电路故障原因．
【解析】
（1）小明应该先把开关S1接到触点1；
由电阻箱图示可知，电阻RX=R'=0×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+8×1Ω=18Ω．
（2）去掉电阻R，电压表测的是电源电压U，不能用等效替代法测出电阻RX的阻值，将图甲中的电阻R去除不可行．
（3）在丙图中，移动滑片，可以进行多次测量，测出多组实验数据，图丙最显著的优点是：能多次测量求平均值以减小误差．
（4）小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路中存在断路；电流表有示数，说明电路不存在断路；电压表无示数，说明与电压表并联的灯泡短路，故选B．
故答案为：（1）1；18；（2）不可行；（3）能多次测量求平均值以减小误差；（4）B．