Question

（2012•連云港）小剛要測(cè)量一個(gè)電阻Rx的阻值，現(xiàn)只找到如下器材：一個(gè)電壓不變的電源．三個(gè)阻值已知的定值電阻（R1=10Ω、R2=20Ω、R3=40Ω），一個(gè)表盤(pán)數(shù)字已經(jīng)模糊（但刻度清晰）的電壓表，兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2，導(dǎo)線(xiàn)若干．小剛要用這些器材測(cè)量Rx的阻值．

（1）他先將定值電阻Rl接人其設(shè)計(jì)的圖（甲）所示電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)當(dāng)閉合S1、斷開(kāi)S2時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù)，經(jīng)檢查電壓表、電源均正常，且只有一處故障，下面列出的故障原因中，你認(rèn)為可能的是　B�。�（填寫(xiě)序號(hào)）

A．Rx斷路        B．Rx短路       C．R1短路

（2）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)情況如圖（乙）所示；閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)S2時(shí)電壓表指針偏轉(zhuǎn)情況如圖（丙1）所示．再用R2、R3分別替換Rl接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)S2時(shí)電壓表對(duì)應(yīng)的指針偏轉(zhuǎn)情況如圖（丙2）、（丙3）所示．

①Rl接入電路時(shí)Rx的測(cè)量值Rx1=　21.1　Ω，R2接入電路時(shí)Rx的測(cè)量值Rx2=　20　Ω，

同理可以得出R3接入電路時(shí)Rx的測(cè)量值Rx3．

②多次實(shí)驗(yàn)的目的是　求平均值減小誤差　．

③待測(cè)電阻Rx的測(cè)量值為　21.1　Ω（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

考點(diǎn)：

伏安法測(cè)電阻的探究實(shí)驗(yàn)；電壓表的讀數(shù)方法；電流表、電壓表在判斷電路故障中的應(yīng)用。

專(zhuān)題：

應(yīng)用題；實(shí)驗(yàn)題。

分析：

（1）電壓表無(wú)示數(shù)可能是并聯(lián)的部分短路和并聯(lián)部分以外的部分?jǐn)嗦�，�?jù)此對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析即可得出答案．

（2）由電路圖可知，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，電路為Rx的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓；閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)S2時(shí)兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)Rx兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)結(jié)合電壓表指針的位置即可求出待測(cè)電阻的阻值；本實(shí)驗(yàn)中為減小誤差應(yīng)多次測(cè)量求出平均值．

解答：

解：（1）電壓表無(wú)示數(shù)，經(jīng)檢查電壓表、電源均正常，且只有一處故障，則

A、Rx斷路時(shí)，電壓表測(cè)電源的電壓，示數(shù)應(yīng)接近電源的電壓，不符合題意；

B、Rx短路時(shí)，電壓表測(cè)導(dǎo)線(xiàn)的電壓，電壓表無(wú)示數(shù)，符合題意；

C、R1短路，電壓表測(cè)電源的電壓，示數(shù)應(yīng)接近電源的電壓，不符合題意；

故選B．

（2）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，等效電路圖如圖1所示；

閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)S2時(shí)，等效電路圖如圖2所示．

①測(cè)電源的電壓時(shí)指針的偏轉(zhuǎn)為28個(gè)格，

R1接入電路時(shí)，Rx兩端電壓對(duì)應(yīng)指針偏轉(zhuǎn)為19個(gè)格，R0兩端電壓對(duì)應(yīng)為28﹣19=9個(gè)格；

因串聯(lián)電路各處的電流相等，則=，

即=，解得Rx≈21.1Ω；

同理：

R2接入電路時(shí)，Rx兩端電壓對(duì)應(yīng)指針偏轉(zhuǎn)為14個(gè)格，R0兩端電壓對(duì)應(yīng)為28﹣14=14個(gè)格，解得Rx=20Ω；

R3接入電路時(shí)，Rx兩端電壓對(duì)應(yīng)指針偏轉(zhuǎn)為10個(gè)格，R0兩端電壓對(duì)應(yīng)為28﹣10=18個(gè)格，Rx=22.2Ω；

②多次實(shí)驗(yàn)的目的是求平均值減小誤差；

③待測(cè)電阻測(cè)量值Rx==21.1Ω．

故答案為：①21.2；20；②求平均值減小誤差；③21.1．

點(diǎn)評(píng)：

本題考查了電路故障的判斷和實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的等，關(guān)鍵是根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)求出待測(cè)電阻的阻值，難點(diǎn)是電壓表示數(shù)可以用指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)來(lái)代替．