题目内容

【题目】(1)在某次实验时,电压表因出现故障而不能使用,小亮用原有的电流表、滑动变阻器,增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图1所示的电路.测量时,闭合S1,将S2拔到1,电流表的示数为l1;将S2拔到2,电流表的示数为l2,小亮说待测电阻Rx=,小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理,原因是:

(2)在只有一只电表的情况下,小明设计了如图2所示的四种电路,电阻R0已知,通过闭合或断开电路中的不同开关时,你认为不能测算出未知电阻Rx阻值的电路是

【答案】(1)两次测量时R0与Rx电压不相等;(2)C

【解析】

试题分析:(1)由于滑动变阻器串联在电路中,当开关S2由1拨到2时,电阻两端的电压发生变化,而实验中认为电阻两端电压不变,导致实验错误,实验电路图设计不合理;

(2)利用电压表和电流表,结合串、并联电路电流和电压特点以及欧姆定律,直接或间接得出被测电阻两端的电压和电流,根据Rx=求出电阻.

解:

(1)在该实验设计中:由于滑动变阻器串联在电路中,当S2由1拨到2时,电阻两端的电压发生变化,而实验中认为R0与Rx电压是相等的,导致实验计算结果错误,该实验存在缺陷,设计不合理;

(2)A、当开关S1和S2都闭合时,Rx被短路只有R0中有电流,电流表测得此时的电流I,根据U=IR0求出电源电压;

当只闭合开关S2时,定值电阻R0和Rx串联,电流表测得的即是R0的电流也是Rx中的电流Ix,根据U0=R0Ix求出R0表两端的电压,则Ux=U﹣U0,根据Rx=求出电阻,故A正确.

B、开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S2时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U﹣Ux,根据I0=,求出通过定值电阻的电流.根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0.根据Rx=求出电阻,故B正确.

C、当开关S1和S2都闭合时,R0和Rx并联,电压表测量电源电压、R0电压、Rx电压Ux;

只闭合开关S2时,电压表测量电源电压、Rx电压Ux,不能直接或间接测量出Rx电流,所以不能求出Rx电阻.故C错误,符合题意.

D、当开关S1和S2都闭合时,定值电阻R0和Rx并联,电流表测量干路中电流I;

只闭合开关S2时,Rx被断路,电流表测量R0中电流I0.用并联电路电流特点,求出开关S1和S2都闭合时R0中电流Ix=I﹣I0,则R0两端电压U0=I0R0,根据并联电路电压特点知Ux=U0,根据Rx=求出电阻.故D正确.

故答案为:(1)两次测量时R0与Rx电压不相等;(2)C.

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