Question

在测量阻值约为的定值电阻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。

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。（____）

小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即都有较大示数，他在实验操作中的两处错误是______和______。

在实验中出现：电流表有示数，电压表示数为0的现象，其故障可能是______。

A．电流表的正、负接线柱接反    B．电压表的量程选小了

C．电阻发生了短路    　　　D．把滑动变阻器下端两接线柱连入电路

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，，第三次测量时，电压表的示数为，电流表的示数如图乙所示，则______，实验测得值应为______。（结果保留一位小数）

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”。

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，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

； 在连接电路时，开关没有断开； 滑动变阻器的滑片处于连入电路阻值较小处； C； 5.0； 5.1； 变大； D

【解析】

电压表并联在电阻Rx两端，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小，所以应接滑动变阻器下端右边的接线柱，连好的电路图如下所示：

；

电压表和电流表立即都有较大示数，说明在连接电路时，开关没有断开；或者滑动变阻器的滑片处于连入电路阻值较小处；

A．假设电流表的正、负接线柱接反，指针反向偏转，不会有较大的示数，与题意不符，故A错误；

B．两节干电池电压为3V，学生常用电压表的量程为3V、15V，既便选3V量程测试开始时电压表示数也不应很大，故B错误；

C．电阻发生了短路，电压表示数为零，电路有电流，因阻值小，电流较大，电流表示数较大，故C正确；

D．把滑动变阻器下端两接线柱连入电路，有电流表流过电阻，电压表应有示数，与题意不符，故D错误。

由电阻的定义式可得

；

实际阻值应为这三次测量的平均值，则有

；

当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，根据串联电路分压原理可知小灯泡两端电压增大，温度升高，小灯泡阻值增大，电压表与电流表示数的比值将变大；

A．开关S闭合时，电压表测的是电源电压，设电源电压为，开关S断开后，电压表测的是两端的电压，设为，则两端电压为，设回路中的电流为，由欧姆定律可得

，

根据串联电路特点可知通过的电流大小与相等，由电阻定义式可得的电阻为

，

联立可得

；

故A不符合题意；

B．当S断开时，电流表的示数设为，设电源电压为，则有

，

当S闭合时，设电流表的示数为，通过电流表的电流为两个支路电流之和，流过仍为，故流过的电流为，则的电阻可表示为

，

故B不符合题意；

C．开关S闭合时，被短接，电流表的示数设为，设电源电压为，则有

，

当S断开时，、串联，设电流为，则有

，

两式联立可得

；

故C不符合题意。

D．开关S断开时可测得电源电压，开关S闭合时，被短接，无法找出通过的电流值和两端电压值，不能测出的电阻，故D符合题意。