Question

7．用“伏安法测电阻”的实验中，可选器材：几节干电池、已知电阻R₀、最大阻值为50Ω的滑动变阻器、被测电阻Rx、电压表和电流表各1个，开关2个，导线若干．为了使测定的电阻值更精确，甲、乙、丙、丁四个小组分别设计（如图1）测电阻R_x的四个方案，依据实验方案回答：

（1）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2所示，则电阻Rx两端电压是4.5V，通过电阻Rx的电流是0.3A，电阻的阻值是15Ω．

（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R_x断路．
（3）实验中测得如表所示数据，此数据是丙小组测量的．

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

Answer 1

分析 （1）由丁小组实验电路图分析电路连接方式，分析电压表电流表的测量对象，根据电压表和电流表的量程明确最小分度，再读数，由R=$\frac{U}{I}$计算电阻；
（2）乙小组在实验中闭合开关S后，根据电压表和电流表的使用特点分析可得；
（3）根据表中获得的多组数据，结合电路图判断．

解答 解：（1）由图可知，R₀与R_x串联，电压表测R_x两端电压U_x，电流表测电路电流I_x，由图2可知，电压表采用0-15V量程，最小分度为0.5V，可读出示数U_x=4.5V，电流表采用0-0.6A量程，最小分度为0.02A，可读出示数为I_x=0.3A，则Rx的电阻：R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{4.5V}{0.3A}$=15Ω；
（2）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说明断路的位置在被测电阻R_x上；
（3）由图甲和图乙可知，闭合开关后，只能获得一组数据，丁图中通过开关S、S1同时闭合及只闭合开关S，可能获得两组数据，而丙图中依靠移动滑片，可以获得多组数据，由表中可知共获取了5组数据，因此只能是丙组获得的．
故答案为：（1）4.5；0.3；15；（2）R_x断路； （3）丙．

点评 考查伏安法测电阻的探究实验，设计正确的电路图、排除电路故障是我们在实验中常遇到的问题，因此在实验课上我们要边实验边思考，将所学的理论与实际结合起来，锻炼我们解决实际问题的能力．