Question

【題目】用“伏安法測電阻”的實驗中，老師提供了以下器材：幾節干電池做電源、已知阻值的電阻RL1個、最大阻值為50Ω的滑動變阻器1個、被測電阻Rx，開關2個，電壓表和電流表各1只、導線若干。實驗前老師啟發同學們，為了使測定的電阻值更精確，采用多次測量取平均值的方法。甲、乙、丙、丁四個小組分別設計了以下可測電阻Rx的四個方案（如圖），依據實驗方案回答：

(1)實驗中測得下表所示數據，此數據是_____小組測量的。

次數 物理量	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.5	3	4.5	6	7.5
電流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

(2)乙小組在實驗中閉合開關S后，發現電流表示數幾乎為零，而電壓表的示數等于電源電壓。則該電路的故障可能為_____。

(3)在丁小組實驗過程中，閉合開關S和S1，電流表和電壓表的示數如圖所示，則電阻Rx兩端電壓是_____V，通過電阻Rx的電流是_____A，電阻的阻值是_____Ω。

(4)甲小組的同學發現電壓表不能正常使用，于是撤去電壓表設計了以下4種方案。其中不能測出Rx的方案是_____（只填字母）.如果S、S1都閉合時，電流表示數為I1，閉合S、斷開S1時，電流表示數為I2，則電阻的表達式為方案_____（只填字母）的測量結果。

Answer 1

【答案】丙 Rx斷路 4.5 0.3 15 A B

【解析】

(1)[1]分析圖中數據知道，電流電壓是逐漸變化的，很明顯甲、乙只能測量一組數據，而丁圖中的開關S1 的斷開和閉合也只能測量兩組數據，所以，該數據只可能是丙小組的；

(2)[2]由于乙小組在實驗中閉合開關S后，電壓表的示數等于電源電壓，則說明電壓表與電源的正負兩極相連通，電流表示數幾乎為零，則說明開路的位置在被測電阻Rx 上；

(3)[3]在丁小組實驗過程中，閉合開關S和S1，則RL短路，電路中只有Rx，由于丁圖中的電壓表的量程和分度值分別為15V、0.5V，所以，示數是4.5V；

[4]由于電流表的量程和分度值分別為0.6A、0.02A，所以，示數是0.3A；通過電阻Rx的電流是0.3A；

[5]由歐姆定律知道，電阻Rx的阻值是：

；

(4)[6]由歐姆定律知道，要想測出Rx的阻值，應先得出Rx兩端的電壓及通過Rx的電流，若電壓表不能正常使用，則可根據并聯的電壓特點或將待測電阻與定值電阻分別接入同一個電源上，間接得出Rx兩端的電壓，由圖知道，A圖中只能測出Rx的電流，無法間接測出Rx兩端的電壓。

[7]如果S、S1 都閉合時，電流表示數為I1 ，閉合S、斷開S1時，電流表示數為I2 ；則若是方案B中的電路，電阻的表達式是：

；

若是方案C中的電路，電阻的表達式是：

；

若是方案D中的電路，電阻的表達式是：

；

所以，電阻的表達式是方案B的測量結果。