Question

如图（甲）所示是测量定值电阻R_x阻值的实验电路．

（1）请将实验电路用笔划线代替导线连接完整．
（2）连好电路后闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，电路的故障可能是______断路．排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数如图（乙）所示，则通过电阻的电流为______A，阻值为______Ω．
（3）实验结束后，老师向同学们提出：“如果不适用电压表，再提供一只已知阻值的定值电阻R，能否设计一个也能测量R_x阻值的实验”．如图丙是小明设计的实验电路图，他的做法是：将S接到a时，读出电流表的示数I₁；再将接到b，读出电流表的示数I₂；I₂R_x=I₁R由可得R_x=．试对小明的方案做出评价（必须简要说明理由）

Answer 1

【答案】分析：（1）在测量定值电阻R_x阻值的实验的实验中，电流表、待测电阻、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在待测电阻两端；滑动变阻器采用“一上一下”的接法；
（2）电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的；电流表无示数说明是某处断路或电流表短路，综合分析进行故障判断．
确定电流表量程、最小分度值，读出电流表示数，已知电压和电流，由R=求出电阻阻值；
（3）小明想用等效替代法测待测电阻的电压，但根据小明的设计，当开关S由a拨到b时，电阻R和R_X两端的电压不相等，小明的设计是不合理的．
解答：解：
（1）由图知：大部分电路已经连接完成，滑动变阻器连接了左上方的接线柱，需要再选择下方的一个接线柱与电源正极相连．电路连接如图所示；
（2）电流表无示数，说明电路无电流通过，而电压表有示数说明正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的，所以电路故障为待测电阻R_x断路．
电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值为0.02A，此时的示数为0.24A，
待测电阻的阻值为R===10Ω；
（3）小明的设计不合理，因为：在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，当开关S由a拨到b时，电阻R和R_X两端的电压不相等．
故答案为：
（1）实物连接如下图：

（2）电阻R_x；0.24；10；
（3）不合理，因为S接a、b时，R_x与R两端的电压不相等．
点评：本题考查了连接电路、电路故障分析、电流表的读数和电阻的计算以及不同方法测量待测电阻阻值，其中利用串联电路特点应用等效法测量电阻阻值时，应该保持电阻和电阻电阻两端电压相同．