Question

在测量阻值约为5Ω的定值电阻R_x的实验中，小明用如图甲所示的器材进行实验，电源电压保持不变。

（1）如图甲所示，在图中用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。

（________）

（2）改正错误后，小明改变R_x两端的电压和电流。两次测得的电阻值分别为R₁=5.1Ω，R₂=5.3Ω. 第三次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表如图乙所示，此时电流表读数I₃=_____A，实验测得R_x电阻值应为_____Ω. （结果保留一位小数）

（3）若将图甲中的电阻换为小灯泡，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，电压表与电流表示数的比值将_____ （选填 “变大”、“变小”或“不变”）。

（4）小红在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计如下电路测出该电阻的值。如图丙所示四个电路中，R₀为已知阻值的定值电阻，不能测出未知电阻R_x的电路是_____。

A.                 B.

C.                 D.

Answer

0.3 5.1 变大 D

【解析】

(1)[1]滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中，与电阻串联，电源由两节干电池组成，一节干电池的电压是1.5V，所以电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下图所示：

(2)[2]由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A；

[3]第三次电阻的阻值

R3==5.0Ω，

为减小误差，取平均值作为测量结果：

Rx=≈5.1Ω；

(3)[4]变阻器与灯串联，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，根据分压原理，变阻器的电压变小，由串联电路电压的规律，灯两端的电压变大，通过灯的电流也变大，根据P=UI得到灯的实际功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大，电压表与电流表示数的比值即灯丝电阻变大；

(4)[5]A．开关S闭合时，R0短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电压表测量Rx两端的电压；根据串联电路总电压等于各分电压之和，可求出R0两端的电压，根据I=求出通过R0的电流；根据串联电路电流处处相等，通过Rx电流等于通过定值电阻电流

Ix=I0，

根据Rx= 可求出Rx电阻，不符合题意；

B．由电路图可知，当S断开时，电路为R0的简单电路，电流表测通过R0的电流，根据欧姆定律可求电源的电压；当开关S闭合时R0、Rx并联，电流表测总电流，R0两端的电压始终为电源电压保持不变，由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流，并且Rx两端电压等于电源电压，所以可以根据Rx=可求出Rx阻值，不符合题意；

C．由电路图可知，当开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；当开关S断开时两电阻串联，电流表测串联电路的电流，根据欧姆定律求出电路的总电阻，再根据电阻的串联可以求出Rx阻值，不符合题意；

D．开关S闭合时，Rx短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电压表测量电源电压；所以无法得到电路中电流，所以不能计算出Rx的值，符合题意；