Question

【題目】小明用如圖所示電路測量某電路元件盒中未知電阻Rx的阻值，已知未知電阻Rx的阻值不小于5Ω，電源由兩節干電池組成，除了開關、導線外，可供使用的實驗器材有：電壓表（量程0~15V，0~3V），電流表（量程0~3A，0~0.6A），滑動變阻器R（20Ω，1A），阻值已知且大小不等的定值電阻R1和R2．

（1）為完成此實驗，電壓表的量程應選擇__________V，電流表的量程應選擇________A．

（2）實驗中移動滑動變阻器的滑片，當電流表的示數是0.14A時，電壓表的示數是2.1V，當電流表的示數是0.2A時，電壓表的示數是1.8V，電路元件盒中電源電壓是__________V，未知電阻Rx的阻值是______Ω．

（3）小明的同學利用上述器材，還設計了測量位置電阻Rx的四種實驗電路，其中無法測出未知電阻Rx的是____________．

Answer 1

【答案】（1）0～3；0～0.6； （2）2.8；5； （3）A．

【解析】

試題（1）因為電源由兩節干電池組成，所以電源電壓為3V，電壓表的量程為0～3V；當滑動變阻器的電阻為零時，電路中的電阻最小，此時電流最大，Imax=U/R=3V/5Ω=0．6A；因此電流表的量程為0～0．6A；

（2）當電流表的示數是0．14A時，電壓表的示數是2．1V時；則U=0．14A×Rx+2．1V①

當電流表的示數是0．2A時，電壓表的示數是1．8V時，則U=0．2A×Rx+1．8V②

聯立①②可得，Rx=5Ω，U=2．8V；

（3）A圖中將滑動變阻器接入電路的阻值最大，讀出電壓表的示數U1，并根據歐姆定律求出電路中的電流I，由于不知道Rx兩端的電壓，所以不能求出Rx的阻值；B圖中使滑動變阻器接入電路的阻值為零，此時被測電阻兩端電壓等于電源電壓U，并讀出電流表的示數I，則Rx=U/I，因此該電路可以測量出未知電阻的阻值；C圖中當開關S撥至1時，讀出電流表的示數為I，然后根據U=IR求出R1兩端電壓，再利用串聯電路電壓的特點和歐姆定律的變形公式即可求出Rx的阻值，即Rx=UIR1/I，因此該電路可以測量出未知電阻的阻值；D圖中閉合開關，讀出電壓表的示數為U1，然后根據歐姆定律求出電路中的電流，再利用串聯電路電壓的特點和歐姆定律的變形公式即可求出Rx的阻值，即Rx=UU1/（U1/R1）=（UU1/U1）R1，因此該電路可以測量出未知電阻的阻值，故選A．