题目内容

19．（1）小明采取“等效替代法”用电阻箱R0（0～9999Ω）来测定未知电阻RX的阻值．他设计的电路如图甲所示，正确连接电路后，小明先将开关S拨至位置2（选填“1”或“2”）处，调节滑动变阻器的滑片P至某一位置，记下此时电流表的示数I1；再将开关S拨至另一位置，调节电阻箱R0，使电流表的示数恰好为I1，记下此时电阻箱的示数如图乙所示，则未知电阻RX的测量值为108?．
（2）小明在探究“电流与电阻关系”的实验中，设计电路图如图丙所示．

①请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路（导线不允许交叉）．
②正确连接电路后闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数始终接近电源电压．造成这一现象的原因可能是定值电阻R断路（定值电阻R处接触不良）．
③排除故障后进行实验．下表是正确进行实验操作记录的部分实验数据．若进行第3次实验时，将定值电阻R的阻值由20Ω换为30Ω接入电路中后，没有调节滑动变阻器的滑片P就直接读出电流表的示数，则此时电流表的示数可能是B
实验序号12345
R/Ω1020304050
I/A0.600.30 0.150.12
A．0.30A      B．0.24A      C．0.20A      D．0.14A．

分析 （1）根据等效替代法进行分析，使接电阻箱和未知电阻时的效果相同，可知电阻相等，读出电阻箱的示数即为未知电阻RX的阻值；
（2）①根据电路图连接实物电路图，注意滑动变阻器要按“一上一下”的方式接入电路，电压表与未知电阻RX并联；
②电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，据此判断故障的具体位置；
③将定值电阻R的阻值由20Ω换为30Ω接入电路中后，没有调节滑动变阻器的滑片P，此时电路总电阻变大，电路中的电流变小，
定值电阻的阻值变大，其两端的电压变大，即电压表的示数大于6V，根据欧姆定律的变形公式U=IR结合选项逐一进行判断即可得出答案．

解答 解：（1）如图甲所示的电路进行测量，正确连接电路后，
小明先将开关S拨至位置 2处，调节滑动变阻器的滑片P至某一位置，记下此时电流表的示数I1；
再将开关S拨至另一位置，调节 电阻箱R0，使电流表的示数恰好为I1，记下电阻箱的示数为R′，
根据串联电路的特点可知，滑动变阻器R接入电路的阻值和两端的电压不变时，Rx的阻值和电阻箱的阻值相等，
则未知电阻Rx的测量值为1×100Ω+8×1Ω=108Ω．
（2）①根据电路图连接实物电路图，把电阻与滑动变阻器串联接入电路，电压表与电阻并联，
当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，故将滑动变阻器的右下接线柱接入电路，如图所示：

②电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此故障为定值电阻断路．
③A、将定值电阻R的阻值由20Ω换为30Ω接入电路中后，没有调节滑动变阻器的滑片P，此时电路总电阻变大，
电路中的电流变小，即直接读出电流表的示数小于0.30A，不符合题意；
BCD、由于定值电阻的阻值变大，其两端的电压将变大，即电压表的示数大于6V，
由欧姆定律得，U=IR=0.24A×30Ω=7.2V＞6V，符合题意，
U′=I′R=0.20A×30Ω=6V，不符合题意；
U″=I″R=0.14A×30Ω=4.2V＜6V，不符合题意．
故选：B．
故答案为：（1）2；电阻箱R0；108；
（2）①如图所示； ②电阻R断路（电阻R处接触不良）；③B．

点评 （1）本题是一道特殊法测电阻的实验题，考查了串联电路的特点和欧姆定律以及电阻箱的读数等知识，着重体现了等效替代法在实验中的具体应用，是一道好题．
（2）此题是探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”的实验，考查了实物电路的连接、电路故障的分析、串联电路的特点及欧姆定律的应用等知识，最后一问电流表示数的判断，有一定的难度．

练习册系列答案
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【拓展】
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①连接好实验电路，闭合开关S1，将S2拨到触点2（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为3.8V．
②保持滑片的位置不动，再将S2拨到触点1（选填“1”或“2”），读出电压表的示数U．
③小灯泡额定功率的表达式为P额=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）．
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（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整．
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因可能是A．
A、灯泡短路    B、灯泡断路    C、滑动变阻器短路   D、滑动变阻器断路
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