Question

10．如圖所示是測量定值電阻R_x阻值的實驗電路．

（1）請用筆畫線代替到導(dǎo)線將圖甲實驗電路連接完整．
（2）小亮同學(xué)連接好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，電路中的故障可能是R_x斷路，排除故障后，移動滑動變阻器的劃片，當電壓表的示數(shù)為2.4V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則通過電阻R${\;}_{{x}_{\;}}$的電流為0.24，R_x阻值為10Ω．
（3）實驗結(jié)束后，王老師向同學(xué)們提出：“如果不使用電壓表，再提供一只已知阻值的定值電阻R₀，能否設(shè)計一個也能測量R_x阻值的實驗？”如圖丙是小亮同學(xué)根據(jù)王老師提出的問題設(shè)計的實驗電路圖，他的做法是：滑動變阻器劃片在中間某一位置不動，將S接到a時，讀出電流表的示數(shù)I₁；再將S接到b，讀出電流表的示數(shù)I₂；由I₂R_x=I₁R₀由可得R_x．王老師說，在R_x不等于R₀時，小亮的計算方法是錯誤的，你認為小亮錯誤的原因是S接a、b時，R_x與R₀兩端的電壓不相等，造成了燈泡實際功率的不同，從而使燈絲溫度的不同．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）電壓表有示數(shù)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表無實數(shù)說明電壓表并聯(lián)部分斷路；
根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出待測電阻的阻值．
（3）小明想用等效替代法測待測電阻的電壓，但根據(jù)小明的設(shè)計，當開關(guān)S由a撥到b時，電阻R₀和R_X兩端的電壓不相等，小明的設(shè)計是不合理的．

解答 解：（1）滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）電壓表有示數(shù)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表無實數(shù)說明電壓表并聯(lián)部分R_x斷路；
由圖乙可知，電流表測量程0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，待測電阻的阻值R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
（3）小明的設(shè)計不合理，因為：在串聯(lián)電路中，用電器兩端電壓與其阻值成正比，若R₀≠R_x，當開關(guān)S由a撥到b時，電阻R₀和R_X兩端的電壓不相等．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）R_x；0.24；10；（3）在串聯(lián)電路中，用電器兩端電壓與其阻值成正比，若R₀≠R_x，當開關(guān)S由a撥到b時，電阻R₀和R_X兩端的電壓不相等．

點評 本本題考查了連接電路、電路故障分析、電流表的讀數(shù)和電阻的計算以及不同方法測量待測電阻阻值，其中利用串聯(lián)電路特點應(yīng)用等效法測量電阻阻值時，應(yīng)該保持電阻和電阻電阻兩端電壓相同．