Question

物理課上，王老師請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個(gè)測出未知電阻R_X的電路，各組同學(xué)都提出自己的設(shè)計(jì)方案，下面是其中兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案：
甲組：張晴小組設(shè)計(jì)方案
（1）器材：電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器（最大阻值已知）、開關(guān)、電源（電壓未知）、未知電阻R_x、導(dǎo)線
（2）電路圖：如右圖上所示；
操作過程：閉合S電壓表讀數(shù)是U，電流表讀數(shù)是I
乙組：趙亮小組設(shè)計(jì)方案
（1）器材：已知電阻R₀、電流表、開關(guān)、電源（電壓未知）、未知電阻R_x、導(dǎo)線
（2）電路圖：如右圖下所示；
操作過程：電流表讀數(shù)S斷開時(shí)為I₁；S閉合時(shí)為I₂
A．請你根據(jù)他們各自的電路圖及操作過程寫出未知電阻R_x的表達(dá)式：
甲組：R_x=

U

I

；
乙組：R_x=

I1R0

I2-I1

．
B．甲組同學(xué)的原理圖如果去掉電壓表還能有辦法測出未知電阻R_x嗎？答：

不能

（選填“能”或者“不能”）
C．甲組同學(xué)正確接線后實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片，V表的示數(shù)很大且不變，而A表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，則電路故障可能是

未知電阻R_X斷路

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電壓表示數(shù)或電流表示數(shù)以及已知的阻值，計(jì)算出R_x兩端的電壓以及通過的電流，再根據(jù)R=

U

I

即可求出電阻值．
（2）根據(jù)R=

U

I

可知，要測未知電阻的阻值，必須要測出電阻兩端的電壓和通過的電流，而甲圖中去掉電壓表后無法測出未知電阻兩端的電壓．
（3）電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)說明電路斷路，再根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷出電路故障．

解答：解：（1）甲組：讀出電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I，則R_x=

U

I

；
乙組：斷開開關(guān)S，讀出電流表的示數(shù)為I₁，然后閉合開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I₂，則 R_x=

I1R0

I2-I1

．
（2）不能，因甲組同學(xué)的原理圖如果去掉電壓表，無法測出電阻兩端的電壓．
（3）電流表的示數(shù)幾乎為零說明電路中有斷路，電壓表示數(shù)很大且不變，說明電壓表的兩個(gè)接線柱和電源連接的部分沒有斷路，從實(shí)物圖上不難看出，故障是未知電阻R_X斷路．
故答案為：（1）

U

I

；

I1R0

I2-I1

；（2）不能；（3）未知電阻R_X斷路．

點(diǎn)評：本題考查了伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)的原理和電路故障的判斷，關(guān)鍵是能根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理R=

U

I

，設(shè)計(jì)不同需要的實(shí)驗(yàn)方案，即只要測出待測電阻兩端的電壓和通過的電流即可．