Question

19．（1）小明采取“等效替代法”用電阻箱R₀（0～9999Ω）來測定未知電阻R_X的阻值．他設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示，正確連接電路后，小明先將開關(guān)S撥至位置2（選填“1”或“2”）處，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P至某一位置，記下此時電流表的示數(shù)I₁；再將開關(guān)S撥至另一位置，調(diào)節(jié)電阻箱R₀，使電流表的示數(shù)恰好為I₁，記下此時電阻箱的示數(shù)如圖乙所示，則未知電阻R_X的測量值為108?．
（2）小明在探究“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)電路圖如圖丙所示．

①請根據(jù)圖甲電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示實(shí)物連接成完整電路（導(dǎo)線不允許交叉）．
②正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片P，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓．造成這一現(xiàn)象的原因可能是定值電阻R斷路（定值電阻R處接觸不良）．
③排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．下表是正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作記錄的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．若進(jìn)行第3次實(shí)驗(yàn)時，將定值電阻R的阻值由20Ω換為30Ω接入電路中后，沒有調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P就直接讀出電流表的示數(shù)，則此時電流表的示數(shù)可能是B

實(shí)驗(yàn)序號	1	2	3	4	5
R/Ω	10	20	30	40	50
I/A	0.60	0.30		0.15	0.12

A．0.30A      B．0.24A      C．0.20A      D．0.14A．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)等效替代法進(jìn)行分析，使接電阻箱和未知電阻時的效果相同，可知電阻相等，讀出電阻箱的示數(shù)即為未知電阻R_X的阻值；
（2）①根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，注意滑動變阻器要按“一上一下”的方式接入電路，電壓表與未知電阻R_X并聯(lián)；
②電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，據(jù)此判斷故障的具體位置；
③將定值電阻R的阻值由20Ω換為30Ω接入電路中后，沒有調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，此時電路總電阻變大，電路中的電流變小，
定值電阻的阻值變大，其兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)大于6V，根據(jù)歐姆定律的變形公式U=IR結(jié)合選項(xiàng)逐一進(jìn)行判斷即可得出答案．

解答 解：（1）如圖甲所示的電路進(jìn)行測量，正確連接電路后，
小明先將開關(guān)S撥至位置 2處，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P至某一位置，記下此時電流表的示數(shù)I₁；
再將開關(guān)S撥至另一位置，調(diào)節(jié) 電阻箱R₀，使電流表的示數(shù)恰好為I₁，記下電阻箱的示數(shù)為R′，
根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，滑動變阻器R接入電路的阻值和兩端的電壓不變時，R_x的阻值和電阻箱的阻值相等，
則未知電阻R_x的測量值為1×100Ω+8×1Ω=108Ω．
（2）①根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，把電阻與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表與電阻并聯(lián)，
當(dāng)滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，故將滑動變阻器的右下接線柱接入電路，如圖所示：

②電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此故障為定值電阻斷路．
③A、將定值電阻R的阻值由20Ω換為30Ω接入電路中后，沒有調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，此時電路總電阻變大，
電路中的電流變小，即直接讀出電流表的示數(shù)小于0.30A，不符合題意；
BCD、由于定值電阻的阻值變大，其兩端的電壓將變大，即電壓表的示數(shù)大于6V，
由歐姆定律得，U=IR=0.24A×30Ω=7.2V＞6V，符合題意，
U′=I′R=0.20A×30Ω=6V，不符合題意；
U″=I″R=0.14A×30Ω=4.2V＜6V，不符合題意．
故選：B．
故答案為：（1）2；電阻箱R₀；108；
（2）①如圖所示； ②電阻R斷路（電阻R處接觸不良）；③B．

點(diǎn)評 （1）本題是一道特殊法測電阻的實(shí)驗(yàn)題，考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律以及電阻箱的讀數(shù)等知識，著重體現(xiàn)了等效替代法在實(shí)驗(yàn)中的具體應(yīng)用，是一道好題．
（2）此題是探究“電壓一定時，電流跟電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)物電路的連接、電路故障的分析、串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律的應(yīng)用等知識，最后一問電流表示數(shù)的判斷，有一定的難度．