Question

【题目】用“伏安法测电阻”的实验中，老师提供了以下器材：几节干电池做电源、已知阻值的电阻RL1个、最大阻值为50Ω的滑动变阻器1个、被测电阻Rx，开关2个，电压表和电流表各1只、导线若干。实验前老师启发同学们，为了使测定的电阻值更精确，采用多次测量取平均值的方法。甲、乙、丙、丁四个小组分别设计了以下可测电阻Rx的四个方案（如图），依据实验方案回答：

(1)实验中测得下表所示数据，此数据是_____小组测量的。

次数 物理量	1	2	3	4	5
电压U/V	1.5	3	4.5	6	7.5
电流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

(2)乙小组在实验中闭合开关S后，发现电流表示数几乎为零，而电压表的示数等于电源电压。则该电路的故障可能为_____。

(3)在丁小组实验过程中，闭合开关S和S1，电流表和电压表的示数如图所示，则电阻Rx两端电压是_____V，通过电阻Rx的电流是_____A，电阻的阻值是_____Ω。

(4)甲小组的同学发现电压表不能正常使用，于是撤去电压表设计了以下4种方案。其中不能测出Rx的方案是_____（只填字母）.如果S、S1都闭合时，电流表示数为I1，闭合S、断开S1时，电流表示数为I2，则电阻的表达式为方案_____（只填字母）的测量结果。

Answer 1

【答案】丙 Rx断路 4.5 0.3 15 A B

【解析】

(1)[1]分析图中数据知道，电流电压是逐渐变化的，很明显甲、乙只能测量一组数据，而丁图中的开关S1 的断开和闭合也只能测量两组数据，所以，该数据只可能是丙小组的；

(2)[2]由于乙小组在实验中闭合开关S后，电压表的示数等于电源电压，则说明电压表与电源的正负两极相连通，电流表示数几乎为零，则说明开路的位置在被测电阻Rx 上；

(3)[3]在丁小组实验过程中，闭合开关S和S1，则RL短路，电路中只有Rx，由于丁图中的电压表的量程和分度值分别为15V、0.5V，所以，示数是4.5V；

[4]由于电流表的量程和分度值分别为0.6A、0.02A，所以，示数是0.3A；通过电阻Rx的电流是0.3A；

[5]由欧姆定律知道，电阻Rx的阻值是：

；

(4)[6]由欧姆定律知道，要想测出Rx的阻值，应先得出Rx两端的电压及通过Rx的电流，若电压表不能正常使用，则可根据并联的电压特点或将待测电阻与定值电阻分别接入同一个电源上，间接得出Rx两端的电压，由图知道，A图中只能测出Rx的电流，无法间接测出Rx两端的电压。

[7]如果S、S1 都闭合时，电流表示数为I1 ，闭合S、断开S1时，电流表示数为I2 ；则若是方案B中的电路，电阻的表达式是：

；

若是方案C中的电路，电阻的表达式是：

；

若是方案D中的电路，电阻的表达式是：

；

所以，电阻的表达式是方案B的测量结果。