Question

2．在测量未知电阻Rx（阻值约为150Ω）的实验中，提供的实验器材有：电源（电压3V）、滑动变阻器R（0～50Ω）、电阻箱R0（0～9999Ω）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、开关及导线若干．
（1）小虎同学设计了图甲所示的电路，他不能（选填“能”或“不能”）较准确测出Rx的阻值，理由是电路中的电流小于电流表的分度值．
（2）小明同学设计了图乙所示的电路进行测量．
①请根据图乙所示的电路，在图丙中用笔画线代替导线将实物图连接完整．（请连在答卷纸上）
②正确连接电路后，小明先将开关S拨至“1”，调节变阻器的滑片至某一位置，此时电压表的示数如图丁所示，读数为U₁=0.40V．
③再将开关S拨至“2”，当电阻箱的阻值调至R₀=152Ω时，电压表的示数恰为U₁，则待测电阻的阻值R_x=152Ω．

Answer 1

分析 （1）根据欧姆定律，在电压不变的情况下，若电路的电阻增大，则电路中的电流减小，若电阻值很大，则电路中的电流会很小．若电流值小于电流表的分度值时，将无法准确地测出电流值．
（2）①根据电路图连接实物电路图，从滑动变阻器引出的导线接在单刀双掷开关的中间位置；
②先确定电压表的量程和最小分度值，读出电压表的示数；
③根据实验电路图可知，实验时有电压表，没有电流表，根据并联电路各支路两端的电压特点，用电压表测出待测电阻两端电压，再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电压表的示数不变，根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等．

解答 解：（1）由已知条件可知，未知电阻R_x的阻值约为150Ω，因为电源电压为3V，由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流太小，所以不能用伏安法测出该电阻的值．
（2）①根据电路图连接实物电路，如下图所示：

②电压表选择0～3V量程，最小分度值为0.1V，电压表示数为0.4V；
③实验中，闭合S₁调节滑动变阻器至适当位置，使电压表的电压值为U₁；断开S₁闭合S₂，调节电阻箱接入电路的电阻，使电压表的示数仍为U₁；
根据欧姆定律可知，R_x与R₀相等，电阻箱的示数R₀=152Ω，所以电阻R_x=152Ω．
故答案为：（1）不能；电路中的电流小于电流表的分度值；
（2）①如图所示；②0.40；③152．

点评 本题的考查的知识点难点较多，一是单刀双向开关的连接，二是故障原因的判断，三是没有电压表测电阻的方法：根据并联电路各支路两端的电压相等这一特点设计实验，着重体现了等效替代法在实验中的具体应用．