4. 小新同学设计了图甲所示的电路来测量电源电压$U$和未知电阻$R_x$的阻值。已知定值电阻的阻值为$R_0$，电源电压保持不变。请回答下列问题。

(1)根据图甲电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。
(2)电路正确连接后，当闭合开关S、$S_1$，断开$S_2$时，电流表的示数为$I_1$，则电源电压$U=$。
(3)当闭合开关S、$S_2$，断开$S_1$时，电流表的示数为$I_2$，则待测电阻$R_x=$。

4.(1) (2)$I_1 R_0$ (3)$\frac{I_1 R_0}{I_2-I_1}$

【分析】
要解决这个问题，需先分析开关不同状态下的电路连接方式：当闭合开关S、S₁，断开S₂时，只有定值电阻R₀接入电路，电流表测通过R₀的电流；当闭合开关S、S₂，断开S₁时，R₀与Rₓ并联，电流表测干路总电流。利用欧姆定律和并联电路的电流规律即可求解电源电压和未知电阻的阻值。
【解析】
(1) 根据图甲的电路结构，实物连接时，需将开关S₂的一端与Rₓ的右端连接，另一端与电流表的负接线柱连接（对应补充导线，最终实物图如参考答案所示）；
(2) 当闭合S、S₁，断开S₂时，电路为R₀的简单电路，电流表测通过R₀的电流I₁，根据欧姆定律 $ U = IR $，电源电压 $ U = I_1 R_0 $；
(3) 当闭合S、S₂，断开S₁时，R₀与Rₓ并联，电流表测干路电流I₂。根据并联电路电流规律，通过Rₓ的电流 $ I_x = I_2 - I_1 $；由于并联电路各支路电压等于电源电压，故Rₓ两端电压等于电源电压U，再根据欧姆定律，待测电阻 $ R_x = \frac{U}{I_x} = \frac{I_1 R_0}{I_2 - I_1} $。
【答案】
4.(1) (2)$I_1 R_0$ (3)$\frac{I_1 R_0}{I_2-I_1}$
【知识点】
欧姆定律、并联电路电流规律、电阻测量
【点评】
本题通过开关切换电路状态，结合欧姆定律和并联电路特点测量电源电压与未知电阻，考查学生的电路分析能力和公式应用能力，是电学实验中常见的题型。
【难度系数】
0.5

5.用图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中$R_x$为待测电阻，$R$为电阻箱，S为单刀双掷开关，$R_0$为定值电阻。小明同
学用该电路进行实验，主要步骤有：

A.把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I；
B.读出电阻箱的示数R；
C.把开关S接a点，读出电流表的示数为I；
D.根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大。
(1)上述步骤的合理顺序是（只需填写序号）。
(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为Ω。若已知$R_0$的阻值为10 Ω，则待测电阻的阻值为Ω。

5.(1)DCAB (2)47 47

【分析】本题利用等效替代法测量未知电阻阻值，核心思路是通过控制两次电路中电流相同，使待测电阻与电阻箱的阻值相等。解题时需先正确排列实验步骤，再掌握电阻箱的读数方法，最后利用等效替代关系得到待测电阻。
【解析】
(1) 实验步骤的合理顺序：首先连接电路，将电阻箱阻值调至最大（步骤D）；接着把开关S接a点，读出电流表的示数为I（步骤C）；然后把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I（步骤A）；最后读出电阻箱的示数R（步骤B）。故顺序为DCAB。
(2) 电阻箱的读数方法：各旋钮对应的数值乘以倍率后相加。图乙中，×1000档为0，×100档为0，×10档为4，×1档为7，所以电阻箱示数$ R = 0×1000 + 0×100 + 4×10 +7×1 = 47\ \Omega $。由于两次实验电流相同，电源电压和定值电阻$ R_0 $不变，根据欧姆定律可知，待测电阻$ R_x $的阻值等于电阻箱的阻值，即$ R_x = R = 47\ \Omega $。
【答案】(1)DCAB (2)47；47
【知识点】等效替代法测电阻、电阻箱的读数
【点评】本题是利用等效替代法测电阻的基础实验题，考查实验步骤设计和电阻箱读数，关键是理解等效替代法的原理，难度适中。
【难度系数】0.6

6. 小明利用图甲所示的电路测量电阻$R_x$的阻值，实验过程如下：

(1)对照电路图，连接实验电路，将滑动变阻器的电阻调到。
(2)闭合开关，调节滑动变阻器$R_1$的滑片，使电压表的示数为$U$。
(3)闭合开关，不调节，调节，使电压表的示数仍为$U$。(后两空均选填“滑动变阻器$R_1$”或“电阻箱$R_2$”)
(4)实验过程中，电阻箱$R_2$的最终示数如图乙所示，为$\Omega$，则待测电阻$R_x$的阻值为$\Omega$。

6.(1)最大 (2)S、$S_1$ (3)S、$S_2$ 滑动变阻器$R_1$ 电阻箱$R_2$ (4)60 60

【分析】本题利用等效替代法测量未知电阻$R_x$的阻值，解题思路为：①连接电路时，滑动变阻器需调至最大阻值，保护电路；②先闭合开关$S$、$S_1$，使电压表测$R_x$两端电压，调节滑动变阻器至电压为$U$；③再闭合开关$S$、$S_2$，保持滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱$R_2$使电压表示数仍为$U$，此时$R_x$与$R_2$等效，阻值相等；④最后读取电阻箱的示数，即为$R_x$的阻值。
【解析】
(1) 连接实验电路时，为避免电路电流过大损坏元件，需将滑动变阻器的电阻调到最大阻值处，故填“最大”。
(2) 要测量$R_x$两端的电压，需闭合开关$S$和$S_1$，此时电压表并联在$R_x$两端，调节滑动变阻器使电压表示数为$U$，故填“$S$、$S_1$”。
(3) 接下来闭合开关$S$和$S_2$，保持滑动变阻器$R_1$的滑片位置不变（保证电路电流不变），调节电阻箱$R_2$，使电压表的示数仍为$U$，此时$R_x$与$R_2$两端电压和电路电流均相同，阻值相等，故依次填“$S$、$S_2$”、“滑动变阻器$R_1$”、“电阻箱$R_2$”。
(4) 电阻箱的读数方法为：各旋钮对应数值乘以倍率后相加，图乙中，×1000档为0，×100档为0，×10档为6，×1档为0，因此$R_2=0×1000 + 0×100 +6×10 +0×1=60\Omega$；根据等效替代法，$R_x=R_2=60\Omega$。
【答案】
(1)最大；(2)$S$、$S_1$；(3)$S$、$S_2$；滑动变阻器$R_1$；电阻箱$R_2$；(4)60；60
【知识点】
等效替代法测电阻；滑动变阻器的使用；电阻箱的读数
【点评】
本题考查等效替代法测电阻的实验，核心是利用等效思想得到未知电阻的阻值，需掌握实验步骤的设计逻辑和电阻箱的读数规则，是初中电学的基础实验题。
【难度系数】
0.6