Question

小明同學在做“測量定值電阻”實驗時，其實物電路連接如圖甲所示．

（1）連接電路時，應將開關______．
（2）當小明準備閉合開關開始實驗時，同伴小紅提醒她還有一處不妥當，其不妥當之處是______．
（3）小明更正后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表都沒有示數(shù)．小明確定電路的接線良好，且電表和電源都完好，為了盡快查出故障原因，小明將連接在開關A端的導線拆下，把它改接在B端，結果電壓表和電流表都有示數(shù)，則電路故障是______．
（4）排除故障后，調節(jié)滑動變阻器，把測量的幾組數(shù)據描成如圖乙所示的圖象，則該電阻的阻值R=______Ω．
（5）完成上述實驗后，小明還想測量一段電爐絲的電阻R_x，可是在連接電路時，發(fā)現(xiàn)電壓表和滑動變阻器都已損壞．經過思考，小明利用剛才已測得的定值電阻R及原來剩下的器材，再向老師要一個開關S₁，重新設計電路進行實驗（電源電壓未知且恒定不變，電流表量程足夠大）．
電路設計：在丙圖中把小明設計末完成的實驗電路圖補充完整（測量時電路元件接線不能更改）．
實驗步驟：把下列實驗步驟補充完整．
①只閉合開關S，讀出電流表的示數(shù)I₁；②______．
電阻表達式：R_x=______．

Answer 1

解：（1）連接電路時，應將開關斷開；
（2）當小明準備閉合開關開始實驗時，同伴小紅提醒她還有一處不妥當，其不妥當之處是滑動變阻器滑片沒有移到最大阻值處；
（3）閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表都沒有示數(shù)，說明電路存在斷路；把A端的導線拆下，
把它改接在B端，電壓表和電流表都有示數(shù)，說明電路是通路，由此可見，電路故障是開關斷路；
（4）由U-I圖象可知，電壓U=1.2V時，電流I=0.4A，電阻阻值R===3Ω；
（5）實驗電路圖如圖所示；①只閉合開關S，讀出電流表的示數(shù)I₁；②再閉合開關S₁，讀出電流表示數(shù)I₂；
∵I=，∴電源電壓U=I₁R=I₁×3Ω，流過待測電阻RX的電流I_X=I₂-I₁，待測電阻阻值R_x==；
故答案為：（1）斷開；（2）滑動變阻器滑片沒有移到阻值最大處；（3）開關斷路；（4）3；
（5）電路圖如圖所示；再閉合開關S₁，讀出電流表示數(shù)I₂；．
分析：（1）連接電路時，開關應斷開；
（2）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值；
（3）常見的電路故障有：斷路與短路兩種，根據電路故障現(xiàn)象，分析電路故障原因；
（4）找出U-I圖象上某點對應的電壓與電流，然后由歐姆定律求出電阻阻值；
（5）電壓表與滑動變阻器已損壞，可把已知電阻與待測電阻并聯(lián)，用電流表測出電路電流，然后并聯(lián)電路特點及歐姆定律求出待測電阻的阻值．
點評：本題考查了電路連接的注意事項、電路故障分析、求電阻阻值、實驗設計等問題，最后一問有一定的難度，根據實驗原理及所給實驗器材設計實驗電路，然后根據實驗所測量的量應用并聯(lián)電路特點及歐姆定律可以求出待測電阻阻值．