17.在测量未知电阻$R_x$(阻值约为180 Ω)的实验中,提供的实验器材有:电源(电压为3 V)、滑动变阻器$R$(0~50 Ω)、电阻箱$R_0$(0~9 999 Ω)、电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)、开关及导线若干。

(1)小虎设计了图甲所示的电路,他(填“能”或“不能”)准确地测出$R_x$的阻值,理由是。
(2)小明设计了图乙所示的电路进行测量。(图丙是小明根据图乙连接的实物图)
①在图丙中画出正确的导线连接。
②正确连接电路后,小明先将开关S拨至“1”,调节变阻器的滑片至某一位置,此时电压表的示数为$U_1$。
③再将开关S拨至“2”,当电阻箱的阻值调至$R_0 = 175\ \Omega$时,电压表的示数恰为$U_1$,则待测电阻$R_x =$$\Omega$。
④实验中,若将开关拨至“2”时,不小心将滑动变阻器的滑片向左移动了少许,其他操作正确,则$R_x$的测量值(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

五、综合应用题(第18小题8分,第19小题9分,共17分)
18. 如图所示电路,电源电压为18 V,小灯泡L标有“6 V 0.5 A”(忽略灯丝电阻的变化),定值电阻$R_1$的阻值为20 Ω,滑动变阻器$R_2$的最大阻值为120 Ω,电压表的测量范围为0 ~ 15 V,电流表的测量范围为0 ~ 0.6 A。
(1)求小灯泡L的电阻;
(2)若只闭合开关S和$S_2$,调节滑动变阻器$R_2$的滑片P,使小灯泡L正常发光,求滑动变阻器$R_2$接入电路的阻值;
(3)若只闭合开关S和$S_1$,调节滑动变阻器$R_2$的滑片P,在保
证电路安全的情况下,求滑动变阻器$R_2$接入电路的阻值范围。

解：
(1) 由欧姆定律 $I=\frac{U}{R}$ 得，小灯泡L的电阻：
$R_L=\frac{U_L}{I_L}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$
(2) 只闭合开关S和$S_2$时，滑动变阻器$R_2$与小灯泡L串联，小灯泡正常发光，电路电流$I=I_L=0.5\ \mathrm{A}$。
滑动变阻器两端的电压：
$U_2=U - U_L=18\ \mathrm{V} - 6\ \mathrm{V}=12\ \mathrm{V}$
由欧姆定律得，$R_2$接入电路的阻值：
$R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=24\ \Omega$
(3) 只闭合开关S和$S_1$时，滑动变阻器$R_2$与定值电阻$R_1$串联，电流表测电路电流，电压表测$R_2$两端电压。
① 电路允许的最大电流为电流表量程最大值0.6A，此时电路总电阻最小：
$R_{\mathrm{总小}}=\frac{U}{I_{\mathrm{大}}}=\frac{18\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$
滑动变阻器接入的最小阻值：
$R_{2\mathrm{小}}=R_{\mathrm{总小}} - R_1=30\ \Omega - 20\ \Omega=10\ \Omega$
此时$R_2$两端电压$U_{2\mathrm{小}}=I_{\mathrm{大}}R_{2\mathrm{小}}=0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=6\ \mathrm{V}＜15\ \mathrm{V}$，符合电压表安全要求。
② 当电压表示数最大为15V时，滑动变阻器接入的阻值最大，此时$R_1$两端电压：
$U_1=U - U_{2\mathrm{大}}=18\ \mathrm{V} - 15\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$
电路电流：
$I_{\mathrm{小}}=\frac{U_1}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.15\ \mathrm{A}$
滑动变阻器接入的最大阻值：
$R_{2\mathrm{大}}=\frac{U_{2\mathrm{大}}}{I_{\mathrm{小}}}=\frac{15\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=100\ \Omega＜120\ \Omega$，符合滑动变阻器规格。
因此滑动变阻器$R_2$接入电路的阻值范围是$10\ \Omega ∼ 100\ \Omega$。
答：(1) 小灯泡L的电阻为$12\ \Omega$；(2) 滑动变阻器$R_2$接入电路的阻值为$24\ \Omega$；(3) 滑动变阻器$R_2$接入电路的阻值范围是$10\ \Omega ∼ 100\ \Omega$。