4. 在测定一个未知电阻$R_x$的阻值时，小明和小亮设计了如图甲所示的实验电路，其中$R_1$是电阻箱，$S_1$为单刀双掷开关。

(1)闭合开关S后，把开关$S_1$接到触点1，调节滑动变阻器R，使电流表有个合适的示数I。把开关$S_1$接到触点2后，小明和小亮采取了不同的实验操作。
小明的操作：保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，只调节电阻箱$R_1$，直到电流表示数为I。
小亮的操作：同时调节滑动变阻器R和电阻箱$R_1$，直到电流表示数为I。
你认为两人的操作中，的操作是正确的。
(2)正确的实验操作后，电阻箱$R_1$上各旋钮的位置如图乙所示，其示数为$\Omega$，则待测电阻$R_x$的阻值为$\Omega$。

4.(1)小明 (2)108 108

【分析】
本题利用替代法测量未知电阻$R_x$的阻值，核心原理是：当两次电路电流相同且滑动变阻器阻值不变时，未知电阻$R_x$与电阻箱$R_1$的阻值相等。第一问需明确替代法的操作要求，即保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱使电流相同，才能保证$R_x=R_1$；第二问需掌握电阻箱的读数方法，结合替代法结论得到$R_x$的阻值。
【解析】
(1) 当开关S闭合，$S_1$接1时，电路为$R_x$与滑动变阻器$R$串联，调节滑片使电流表示数为$I$；当$S_1$接2时，若保持滑动变阻器滑片位置不变（即$R$的阻值不变），仅调节电阻箱$R_1$使电流表示数仍为$I$，则电源电压不变时，两次总电阻相等（$R_{总}=\frac{U}{I}$），可得$R_x + R = R_1 + R$，故$R_x=R_1$。若同时调节滑动变阻器和电阻箱，滑动变阻器阻值改变，无法保证总电阻相等，因此小明的操作正确。
(2) 电阻箱读数为各旋钮对应数字乘以倍率后相加：图乙中，×1000档为0，×100档为1，×10档为0，×1档为8，故$R_1=0×1000Ω +1×100Ω +0×10Ω +8×1Ω=108Ω$。根据替代法结论，$R_x=R_1=108Ω$。
【答案】
(1) 小明 (2) 108；108
【知识点】
替代法测电阻、电阻箱读数
【点评】
本题考查替代法测电阻的实验操作与电阻箱读数，替代法的关键是保持滑动变阻器阻值不变，利用等效替代思想得到$R_x$的阻值，属于基础实验题，需掌握实验原理与操作要点。
【难度系数】
0.6

5. 如图甲是小罗设计的测量待测电阻$ R_x $阻值的电路图，电源电压为3 V且保持不变，滑动变阻器$ R $的规格为“50 Ω 1 A”。

(1)测量步骤如下：
第一步:闭合开关S和，调节（选填“R”或“$ R_0 $”），使电压表的示数为2 V，断开全部开关。
第二步:闭合开关S和，调节（选填“R”或“$ R_0 $”），使电压表的示数仍为2 V，此时电阻箱$ R_0 $接入电路中的阻值如图乙所示，则待测电阻$ R_x $的阻值为Ω。
(2)在第二步中，若小罗无意中将滑动变阻器的滑片P向左移动少许，使滑动变阻器接入电路的阻值减小了2 Ω，则小罗测得$ R_x $的阻值为Ω。
(3)若去掉滑动变阻器$ R $，在不增加其他实验器材的条件下，本实验（选填“能”或“不能”）完成测量。

5.(1)$S_1$ $R$ $S_2$ $R_0$ 50 (2)46 (3)不能

【分析】
本题利用等效替代法测量待测电阻$R_x$的阻值，核心思路是通过控制电压表示数不变，使$R_x$与电阻箱$R_0$在电路中的作用等效，从而得到$R_x$的阻值。
第一步闭合$S$和$S_1$时，$R_x$与滑动变阻器$R$串联，调节$R$使$R_x$两端电压为2V；第二步保持滑动变阻器$R$的阻值不变，闭合$S$和$S_2$，调节$R_0$使$R_0$两端电压仍为2V，此时$R_x$与$R_0$阻值相等。第(2)问中滑动变阻器阻值变化会改变电路电流，需结合电压关系推导测量值；第(3)问需分析去掉滑动变阻器后无法保持电压相等，故不能完成测量。
【解析】
(1) 第一步：闭合开关$S$和$S_1$，此时$R_x$与滑动变阻器$R$串联，调节滑动变阻器$R$，使电压表测$R_x$两端电压为2V；
第二步：保持滑动变阻器$R$的阻值不变，闭合开关$S$和$S_2$，此时$R_0$与$R$串联，调节电阻箱$R_0$，使电压表测$R_0$两端电压仍为2V，根据等效替代法，$R_x=R_0$。电阻箱读数：$×1000$档为0，$×100$档为0，$×10$档为5，$×1$档为0，故$R_0=5×10\Omega+0×1\Omega=50\Omega$，即$R_x=50\Omega$。
(2) 第一步中，电源电压$U=3V$，$R_x$两端电压$U_x=2V$，滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{滑}}=3V-2V=1V$，电路电流$I=\frac{U_x}{R_x}=\frac{2V}{50\Omega}=0.04A$，滑动变阻器接入阻值$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I}=\frac{1V}{0.04A}=25\Omega$。
第二步中，滑片左移后，滑动变阻器阻值变为$R_{\mathrm{滑}}'=25\Omega-2\Omega=23\Omega$，要使电压表示数仍为2V（即$R_0$两端电压$U_0=2V$），此时滑动变阻器两端电压仍为1V，电路电流$I'=\frac{U_{\mathrm{滑}}'}{R_{\mathrm{滑}}'}=\frac{1V}{23\Omega}$，因此$R_0=\frac{U_0}{I'}=\frac{2V}{\frac{1V}{23\Omega}}=46\Omega$，即测得$R_x=46\Omega$。
(3) 若去掉滑动变阻器$R$，闭合$S$和$S_1$时$R_x$两端电压为2V；再闭合$S$和$S_2$时，电路变为$R_0$与电源直接串联，总电阻变化，$R_0$两端电压不再为2V，无法保持电压相等，因此不能完成测量。
【答案】
(1)$S_1$；$R$；$S_2$；$R_0$；50 (2)46 (3)不能
【知识点】
等效替代法测电阻、欧姆定律应用、电阻箱读数
【点评】
本题考查等效替代法测电阻的实验，关键是理解实验中保持电压表示数不变的原理，利用等效替代思想得到待测电阻阻值，第(2)问需注意滑动变阻器阻值变化对测量结果的影响，属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5