Question

小明用如圖所示電路測量某電路元件盒中未知電阻Rx的阻值，已知未知電阻Rx的阻值不小于5Ω，電源由兩節(jié)干電池組成，除了開關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材有：電壓表(量程0～15V，0～3V)，電流表(量程0～3A，0～0.6A)，滑動變阻器R(20Ω，1A)，阻值已知且大小不等的定值電阻R1和R2．

(1)為完成此實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇_____ V，電流表的量程應(yīng)選擇_____ A．

(2)實驗中移動滑動變阻器的滑片，當電流表的示數(shù)是0.14A時，電壓表的示數(shù)是2.1V，當電流表的示數(shù)是0.2A時，電壓表的示數(shù)是1.8V，電路元件盒中電源電壓是_____ V，未知電阻Rx的阻值是_____ Ω．此過程中小明 （填“由左向右”或“由右向左”）移動滑片。

(3)小明的同學(xué)利用上述器材，還設(shè)計了測量未知電阻Rx的四種實驗電路，其中無法測出未知電阻Rx的是_____ ．

Answer 1

（1）0—3 0—0.6 （2）2.8 5 由右向左 （3）A

【解析】

試題分析：（1）因為電源由兩節(jié)干電池組成，所以電源電壓為3V，電壓表的量程為0～3V；

當滑動變阻器的電阻為零時，電路中的電阻最小，此時電流最大，用歐姆定律計算出電流最大值為0.6A，因此電流表的量程為0～0.6A；

（2）滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點，當滑動變阻器兩端的電壓從2.1V降低到1.8V，定值電阻兩端的電壓變化了0.3V，通過定值電阻的電流變化了0.06A，所以定值電阻的阻值R=ΔU/ΔI=0.3V/0.06A=5Ω，當電流為0.14A時，定值電阻兩端的電壓UR=IR=0.14A×5Ω=0.7V，電源電壓U=0.7V+2.1V=2.8V；

（3）A選項，將滑動變阻器接入電路的阻值最大，讀出電壓表的示數(shù)U，并根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流I，由于不知道Rx兩端的電壓，所以不能求出Rx的阻值。

B選項，使滑動變阻器接入電路的阻值為零，此時被測電阻兩端電壓等于電源電壓U，并讀出電流表的示數(shù)I，根據(jù)歐姆定律可以求出未知電阻的阻值，因此該電路可以測量出未知電阻的阻值。

C選項，當開關(guān)S撥至1時，讀出電流表的示數(shù)為I1，U=I1（R1+R2），當開關(guān)S撥至2時，讀出電流表的示數(shù)為I2，U=I2（R2+Rx），可以求得Rx的大小。

D選項，當S斷開時，電壓表測電源電壓。當S斷開，電壓表測R1兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律，能求出電路中的電流，由串聯(lián)電路的電壓特點，求出Rx兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律就可以求出Rx的阻值。

考點：電阻的測量