6.(苏州中考)用如图所示电路测电阻器的电阻$R_x$。
实验步骤如下:
(1)将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端,电阻箱调为某一电阻$R_1$,使电压表和电流表示数为合适的值。
(2)断开开关,将电压表右端由C点改接到D点。
(3)闭合开关,反复调节
(4)电阻$R_x=$
(5)若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤(1)中相同,原因可能有

实验步骤如下:
(1)将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端,电阻箱调为某一电阻$R_1$,使电压表和电流表示数为合适的值。
(2)断开开关,将电压表右端由C点改接到D点。
(3)闭合开关,反复调节
电阻箱和滑动变阻器
使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱的电阻为$R_2$。(4)电阻$R_x=$
$R_1-R_2$
。(5)若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤(1)中相同,原因可能有
电阻$R_1$太小(或$R_1<R_x$)
、滑动变阻器的最大电阻不够大(或滑动变阻器最大电阻小于$R_x$)
。答案
6.(3)电阻箱和滑动变阻器
(4)$R_1-R_2$
(5)①电阻$R_1$太小(或$R_1<R_x$) ②滑动变阻器的最大电阻不够大(或滑动变阻器最大电阻小于$R_x$)
(4)$R_1-R_2$
(5)①电阻$R_1$太小(或$R_1<R_x$) ②滑动变阻器的最大电阻不够大(或滑动变阻器最大电阻小于$R_x$)
解析
【分析】
本题利用串联电路的电流、电压规律,结合等效替代思想测量未知电阻$R_x$,解题思路如下:
1. 明确电路结构:电阻箱$R$、$R_x$、滑动变阻器串联,电流表测串联电路电流;步骤1中电压表测电阻箱$R$的电压,步骤2改接后电压表测电阻箱$R$和$R_x$的总电压。
2. 步骤1中,电压表的示数$U=IR_1$($I$为电路电流,$R_1$为此时电阻箱的阻值);步骤3需保持电流$I$不变,电压表的示数仍为$U$,此时电压表测$R_2$与$R_x$的总电压,即$U=I(R_2+R_x)$。
3. 联立两式可求出$R_x$,若无法调节到目标示数,需从电阻箱的最小阻值和滑动变阻器的最大阻值分析原因。
【解析】
(3) 要使电流表和电压表的示数与步骤(1)相同,需调节电阻箱改变其阻值,同时调节滑动变阻器改变电路总电阻,保证电流和电压不变,故填:电阻箱和滑动变阻器。
(4) 步骤1中,电压表测$R_1$的电压,电流为$I$,因此$U=IR_1$;步骤3中,电压表测$R_2$与$R_x$的总电压,电流仍为$I$,电压仍为$U$,因此$U=I(R_2+R_x)$。联立两式得:$IR_1=I(R_2+R_x)$,约去$I$后解得$R_x=R_1-R_2$。
(5) 无法实现的原因:①若电阻$R_1$太小,当$R_x>R_1$时,$R_2+R_x≥ R_x>R_1$,无法满足$R_2+R_x=R_1$;②若滑动变阻器的最大电阻不够大,无法通过调节滑动变阻器使电路总电阻满足电流和电压的要求,故填:电阻$R_1$太小(或$R_1<R_x$)、滑动变阻器的最大电阻不够大(或滑动变阻器最大电阻小于$R_x$)。
【答案】
(3)电阻箱和滑动变阻器;(4)$R_1-R_2$;(5)电阻$R_1$太小(或$R_1<R_x$);滑动变阻器的最大电阻不够大(或滑动变阻器最大电阻小于$R_x$)
【知识点】
串联电路特点、等效替代法、伏安法测电阻
【点评】
本题通过改接电压表的测量对象,利用串联电路的规律和等效替代思想测量未知电阻,重点考查学生对电路的分析和实验操作的理解,明确电压表改接后的测量对象变化是解题关键。
【难度系数】
0.5
本题利用串联电路的电流、电压规律,结合等效替代思想测量未知电阻$R_x$,解题思路如下:
1. 明确电路结构:电阻箱$R$、$R_x$、滑动变阻器串联,电流表测串联电路电流;步骤1中电压表测电阻箱$R$的电压,步骤2改接后电压表测电阻箱$R$和$R_x$的总电压。
2. 步骤1中,电压表的示数$U=IR_1$($I$为电路电流,$R_1$为此时电阻箱的阻值);步骤3需保持电流$I$不变,电压表的示数仍为$U$,此时电压表测$R_2$与$R_x$的总电压,即$U=I(R_2+R_x)$。
3. 联立两式可求出$R_x$,若无法调节到目标示数,需从电阻箱的最小阻值和滑动变阻器的最大阻值分析原因。
【解析】
(3) 要使电流表和电压表的示数与步骤(1)相同,需调节电阻箱改变其阻值,同时调节滑动变阻器改变电路总电阻,保证电流和电压不变,故填:电阻箱和滑动变阻器。
(4) 步骤1中,电压表测$R_1$的电压,电流为$I$,因此$U=IR_1$;步骤3中,电压表测$R_2$与$R_x$的总电压,电流仍为$I$,电压仍为$U$,因此$U=I(R_2+R_x)$。联立两式得:$IR_1=I(R_2+R_x)$,约去$I$后解得$R_x=R_1-R_2$。
(5) 无法实现的原因:①若电阻$R_1$太小,当$R_x>R_1$时,$R_2+R_x≥ R_x>R_1$,无法满足$R_2+R_x=R_1$;②若滑动变阻器的最大电阻不够大,无法通过调节滑动变阻器使电路总电阻满足电流和电压的要求,故填:电阻$R_1$太小(或$R_1<R_x$)、滑动变阻器的最大电阻不够大(或滑动变阻器最大电阻小于$R_x$)。
【答案】
(3)电阻箱和滑动变阻器;(4)$R_1-R_2$;(5)电阻$R_1$太小(或$R_1<R_x$);滑动变阻器的最大电阻不够大(或滑动变阻器最大电阻小于$R_x$)
【知识点】
串联电路特点、等效替代法、伏安法测电阻
【点评】
本题通过改接电压表的测量对象,利用串联电路的规律和等效替代思想测量未知电阻,重点考查学生对电路的分析和实验操作的理解,明确电压表改接后的测量对象变化是解题关键。
【难度系数】
0.5
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