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21. (2023·扬州)小红用如图甲所示的电路测量定值电阻$ R_x $的阻值。
(1) 在图甲中连接错误的一根导线上画“×”，并改正(要求滑片P左移时，电流表示数变大)。
(2) 正确连接电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表始终无示数，电压表示数接近电源电压，其原因是
(3) 小红继续测量小灯泡的阻值，但发现电压表已损坏，于是找来一个电阻箱，设计如图丙所示电路，操作如下：① 将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间，闭合开关，电流表示数为I；② 取下小灯泡，将电阻箱接入M、N两点间，调节电阻箱，使
(1) 在图甲中连接错误的一根导线上画“×”，并改正(要求滑片P左移时，电流表示数变大)。
(2) 正确连接电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表始终无示数，电压表示数接近电源电压，其原因是
$R_x$断路
；排除故障后，闭合开关，移动滑片P，当电压表示数为1.5 V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻$ R_x = $5
Ω。小红认为电阻值已经测出，便开始整理实验器材，她的实验不足之处是实验次数太少，误差较大
。(3) 小红继续测量小灯泡的阻值，但发现电压表已损坏，于是找来一个电阻箱，设计如图丙所示电路，操作如下：① 将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间，闭合开关，电流表示数为I；② 取下小灯泡，将电阻箱接入M、N两点间，调节电阻箱，使
电流表示数为I
，此时电阻箱示数如图丁所示，则小灯泡的阻值为8.2
Ω。答案
21. (1)
(2) $R_x$断路 5 实验次数太少，误差较大 (3) 电流表示数为I 8.2解析
【分析】
本题是测量定值电阻和小灯泡阻值的电学实验题，分三小问：
1. 第(1)问需修正滑动变阻器接线，要求滑片左移时电流变大，即滑动变阻器接入电阻变小，需按“一上一下”原则找出错误导线并改正；
2. 第(2)问根据电流表、电压表的示数特点分析电路故障，利用欧姆定律计算定值电阻阻值，同时评估实验的不足；
3. 第(3)问利用等效替代法，通过调节电阻箱使电流与小灯泡接入时相同，从而得到小灯泡阻值，读取电阻箱示数计算结果。
【解析】
(1) 滑动变阻器需按“一上一下”接线，图甲中滑动变阻器接了下方两个接线柱，滑片移动时电阻不变，不符合要求。要使滑片P左移时电流变大，接入电阻需变小，应将连接滑动变阻器B接线柱到E的导线画“×”，改接滑动变阻器的A（或C）接线柱到E，满足滑片左移时接入电阻变小的要求。
(2) 电流表无示数说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表串联在电路中，故障为定值电阻$R_x$断路；电流表量程为0~0.6A，分度值0.02A，图乙中电流表示数为0.3A，根据欧姆定律$R_x=\frac{U}{I}=\frac{1.5V}{0.3A}=5Ω$；实验仅测量一次，未多次测量减小误差，不足之处是实验次数太少，误差较大。
(3) 利用等效替代法，将小灯泡换成电阻箱，调节电阻箱使电流表示数仍为I，此时电阻箱阻值等于小灯泡阻值；电阻箱读数为$0×100Ω + 0×10Ω + 8×1Ω + 2×0.1Ω=8.2Ω$，故小灯泡阻值为8.2Ω。
【答案】
(1) （按要求修正导线，对应标准接线图）
(2) $R_x$断路；5；实验次数太少，误差较大
(3) 电流表示数为I；8.2
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、等效替代法测电阻
【点评】
本题综合考查电学实验的核心知识点，涵盖滑动变阻器使用、故障判断、欧姆定律应用及等效替代法，是电学实验的典型题型，需掌握各实验的原理与操作逻辑。
【难度系数】
0.5
本题是测量定值电阻和小灯泡阻值的电学实验题，分三小问：
1. 第(1)问需修正滑动变阻器接线，要求滑片左移时电流变大，即滑动变阻器接入电阻变小，需按“一上一下”原则找出错误导线并改正；
2. 第(2)问根据电流表、电压表的示数特点分析电路故障，利用欧姆定律计算定值电阻阻值，同时评估实验的不足；
3. 第(3)问利用等效替代法，通过调节电阻箱使电流与小灯泡接入时相同，从而得到小灯泡阻值，读取电阻箱示数计算结果。
【解析】
(1) 滑动变阻器需按“一上一下”接线，图甲中滑动变阻器接了下方两个接线柱，滑片移动时电阻不变，不符合要求。要使滑片P左移时电流变大，接入电阻需变小，应将连接滑动变阻器B接线柱到E的导线画“×”，改接滑动变阻器的A（或C）接线柱到E，满足滑片左移时接入电阻变小的要求。
(2) 电流表无示数说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表串联在电路中，故障为定值电阻$R_x$断路；电流表量程为0~0.6A，分度值0.02A，图乙中电流表示数为0.3A，根据欧姆定律$R_x=\frac{U}{I}=\frac{1.5V}{0.3A}=5Ω$；实验仅测量一次，未多次测量减小误差，不足之处是实验次数太少，误差较大。
(3) 利用等效替代法，将小灯泡换成电阻箱，调节电阻箱使电流表示数仍为I，此时电阻箱阻值等于小灯泡阻值；电阻箱读数为$0×100Ω + 0×10Ω + 8×1Ω + 2×0.1Ω=8.2Ω$，故小灯泡阻值为8.2Ω。
【答案】
(1) （按要求修正导线，对应标准接线图）
(2) $R_x$断路；5；实验次数太少，误差较大
(3) 电流表示数为I；8.2
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、等效替代法测电阻
【点评】
本题综合考查电学实验的核心知识点，涵盖滑动变阻器使用、故障判断、欧姆定律应用及等效替代法，是电学实验的典型题型，需掌握各实验的原理与操作逻辑。
【难度系数】
0.5
22. 如图所示电路，电源电压不变，$R_2=30\ \Omega$，$R_3=20\ \Omega$。当$S_1$闭合，$S_2$断开时，电流表的示数为0.4 A。当$S_1$、$S_2$都断开时，电流表的示数为0.3 A。求：
（1）电源电压。
（2）$R_1$的阻值。
（3）当$S_1$、$S_2$都闭合时，电流表的示数。
（1）电源电压。
（2）$R_1$的阻值。
（3）当$S_1$、$S_2$都闭合时，电流表的示数。
答案
22. (1) 当$S_1$闭合,$S_2$断开时,电路为$R_2$的简单电路,电流表测电路中的电流,电源电压$U=IR_2=0.4\ \mathrm{A}×30\ \Omega=12\ \mathrm{V}$ (2) 当$S_1$、$S_2$都断开时,$R_1$与$R_2$串联,$R_{\mathrm{总}}=\dfrac{U}{I'}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$,$R_1$的阻值$R_1=R_{\mathrm{总}}-R_2=40\ \Omega-30\ \Omega=10\ \Omega$ (3) 当$S_1$、$S_2$都闭合时,$R_1$被短路,$R_2$与$R_3$并联,电流表测干路的电流,此时电流表的示数$I''=I_2''+I_3''=\dfrac{U}{R_2}+\dfrac{U}{R_3}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}+\dfrac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.4\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{A}$
解析
【分析】
要解决这道题，需先分析不同开关状态下的电路结构，再结合欧姆定律和串并联电路的规律计算：
1. 当S₁闭合、S₂断开时，S₁会短路R₁，电路为R₂的简单电路，电流表测R₂的电流，利用欧姆定律U=IR可直接计算电源电压；
2. 当S₁、S₂都断开时，R₁与R₂串联，电流表测串联电路的电流，先由总电阻公式R总=U/I计算总电阻，再减去R₂的阻值得到R₁；
3. 当S₁、S₂都闭合时，S₁短路R₁，R₂与R₃并联，电流表测干路电流，分别计算R₂、R₃的支路电流，再求和得到干路电流。
【解析】
（1）当S₁闭合，S₂断开时，电路为R₂的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得电源电压：
$U = I_1R_2 = 0.4\ \mathrm{A} × 30\ \Omega = 12\ \mathrm{V}$；
（2）当S₁、S₂都断开时，R₁与R₂串联，电流表测串联电路的电流，此时电路的总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = \dfrac{U}{I_2} = \dfrac{12\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} = 40\ \Omega$，
则R₁的阻值：
$R_1 = R_{\mathrm{总}} - R_2 = 40\ \Omega - 30\ \Omega = 10\ \Omega$；
（3）当S₁、S₂都闭合时，R₁被短路，R₂与R₃并联，电流表测干路电流，根据并联电路电压规律，各支路电压等于电源电压，两支路的电流分别为：
$I_2' = \dfrac{U}{R_2} = \dfrac{12\ \mathrm{V}}{30\ \Omega} = 0.4\ \mathrm{A}$，
$I_3' = \dfrac{U}{R_3} = \dfrac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A}$，
则干路电流（电流表的示数）：
$I_{\mathrm{总}} = I_2' + I_3' = 0.4\ \mathrm{A} + 0.6\ \mathrm{A} = 1\ \mathrm{A}$。
【答案】
（1）电源电压为12 V；（2）R₁的阻值为10 Ω；（3）电流表的示数为1 A。
【知识点】
欧姆定律、串联电路电阻、并联电路电流
【点评】
本题为动态电路分析题，核心是判断不同开关状态下的电路连接方式，结合欧姆定律和串并联电路规律解题，是初中电学典型基础题型，考察学生电路分析与公式应用能力。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先分析不同开关状态下的电路结构，再结合欧姆定律和串并联电路的规律计算：
1. 当S₁闭合、S₂断开时，S₁会短路R₁，电路为R₂的简单电路，电流表测R₂的电流，利用欧姆定律U=IR可直接计算电源电压；
2. 当S₁、S₂都断开时，R₁与R₂串联，电流表测串联电路的电流，先由总电阻公式R总=U/I计算总电阻，再减去R₂的阻值得到R₁；
3. 当S₁、S₂都闭合时，S₁短路R₁，R₂与R₃并联，电流表测干路电流，分别计算R₂、R₃的支路电流，再求和得到干路电流。
【解析】
（1）当S₁闭合，S₂断开时，电路为R₂的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得电源电压：
$U = I_1R_2 = 0.4\ \mathrm{A} × 30\ \Omega = 12\ \mathrm{V}$；
（2）当S₁、S₂都断开时，R₁与R₂串联，电流表测串联电路的电流，此时电路的总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = \dfrac{U}{I_2} = \dfrac{12\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} = 40\ \Omega$，
则R₁的阻值：
$R_1 = R_{\mathrm{总}} - R_2 = 40\ \Omega - 30\ \Omega = 10\ \Omega$；
（3）当S₁、S₂都闭合时，R₁被短路，R₂与R₃并联，电流表测干路电流，根据并联电路电压规律，各支路电压等于电源电压，两支路的电流分别为：
$I_2' = \dfrac{U}{R_2} = \dfrac{12\ \mathrm{V}}{30\ \Omega} = 0.4\ \mathrm{A}$，
$I_3' = \dfrac{U}{R_3} = \dfrac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A}$，
则干路电流（电流表的示数）：
$I_{\mathrm{总}} = I_2' + I_3' = 0.4\ \mathrm{A} + 0.6\ \mathrm{A} = 1\ \mathrm{A}$。
【答案】
（1）电源电压为12 V；（2）R₁的阻值为10 Ω；（3）电流表的示数为1 A。
【知识点】
欧姆定律、串联电路电阻、并联电路电流
【点评】
本题为动态电路分析题，核心是判断不同开关状态下的电路连接方式，结合欧姆定律和串并联电路规律解题，是初中电学典型基础题型，考察学生电路分析与公式应用能力。
【难度系数】
0.6
