Question

6．要测量一个阻值约为几欧的电阻R_x，实验室提供的器材有：电源（电压为3V）、学生用电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、学生用电压表（量程为0～3V、0～15V）、滑动变阻器R₁一个，开关、导线若干．
（1）小明用伏安法测量该电阻，如图1是小明连接的电路．连接电路时，小明注意到了开关应断开；接通电路后，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为3V．则故障原因可能是Rx 断路．

（2）请把第二次测量时，图2所示的电压表和电流表示数填入表中相应的空格．

次数	1	2	3
电压/V	1.1		2.3
电流/A	0.22		0.46

（3）处理表2中所记录的各次实验数据，得出待测电阻R_x的阻值为5Ω．
（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3所示的四个电路中，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D

Answer 1

分析 （1）连接电路时，开关应处于断开状态；
闭合开关电流表示数为0，可能是电路出现了断路，再结合电压表的示数情况分析原因；
（2）确定电压表与电流表的量程、最小分度值，读出电压表与电流表的示数；
（3）根据表中数据，由欧姆定律求出电阻测量值，然后求各测量值的平均值，得出待测电阻的阻值；
（4）串联电路的电流处处相等，并联电路各支路电压相等，用电压表和电流表，直接或间接测量电压和电流，根据欧姆定律求得R_x电阻．

解答 解：
（1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；
观察到电流表指计不偏转，示数为零，电路可能断路；而电压表示数为3V，为电源电压，说明电压表到电源间是通路，则断路的地方在与电压表并联的部分电路中，即电阻R_x断路；
（2）由图2知，电压表量程是3V，最小分度值是0.1V，电压示数是1.6V；电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.32A；
（3）由表中数据可求得，三次测量待测电阻的阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.1V}{0.22A}$=5Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.6V}{0.32A}$=5Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.3V}{0.46A}$=5Ω，
则待测电阻阻值：R_x=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{5Ω+5Ω+5Ω}{3}$=5Ω；
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R_x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=$\frac{U}{R}$求出通过R₀的电流；
根据串联电路电流处处相等，通过R_x电流等于通过定值电阻电流I_x=I₀，根据R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$可求出R_x电阻；
B、由电路图可知，当S断开时，电路为R₀的简单电路，电流表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、R_x并联，电流表测总电流，由并联电路电流特点可求得通过R_x的电流，并且R_x两端电压等于电源电压，所以可以根据R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$求出R_x阻值；
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R_x阻值；
D、开关S闭合时，R_x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R_x的值．
所以不能测出未知电阻R_x的电路是D图．
故答案为：（1）断开；R_x断路；
（2）如下表：

次数	1	2	3
电压/V	1.1	1.6	2.3
电流/A	0.22	0.32	0.46

（3）5；
（4）D．

点评 本题考查了连接电路的注意事项、电压表与电流表读数、应用欧姆定律求电阻、特殊方法测电阻，是实验的常考内容，应掌握好．
利用电压表或电流表和已知阻值电阻测未知电阻的阻值，就是根据串联电路的电流特点或并联电路的电压特点想办法得出未知电阻两端的电压和电流，然后根据欧姆定律求出未知电阻的阻值．