14. 实验考法创新实验「2026河北保定竞秀开学考，★★」小明和他所在的实验小组用图甲所示的电路测未知电阻的阻值，电源电压保持不变。

(1)该实验的原理为。
(2)小明检查电路时发现有一处导线连接错误，请你在甲图中连接错误的导线上打“×”，用笔画线代替导线正确连接电路(注意导线不要交叉)。
(3)小明连接好电路的最后一根导线时，电流表指针立即发生偏转，造成这一现象的原因可能是；如图甲，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该调到最(选填“左”或“右”)端。
(4)闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移到某处时，电压表的示数为3 V，电流表的示数如图乙所示，为A，被测电阻R的阻值为Ω。
(5)小明在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表损坏，他从实验室拿来一个最大阻值为R的滑动变阻器，并设计了如图丙所示的实验电路，按如下步骤进行实验：
①闭合开关S，调节滑片位于最左端，读出电流表的示数为$I_1$；
②闭合开关S，，读出电流表的示数为$I_2$；
③未知电阻的阻值$R_x=$(用字母表示)。
(6)通过小明的实验，大家激烈讨论，纷纷设计了单表测电阻的电路图(电流表和电压表均能正常使用，$R_0$为已知阻值的定值电阻)，如图所示电路中不能测出$R_x$阻值的是。

14.答案 (1)$R=\frac{U}{I}$ (2) (3)连接电路时,开关没有断开 右 (4)0.3 10 (5)②调节滑片位于最右端 ③$\frac{I_2R_0}{I_1-I_2}$ (6)D
解析 (1)在测未知电阻的阻值实验中,用电压表测未知电阻两端电压,用电流表测通过未知电阻的电流,根据$R=\frac{U}{I}$求出电阻的阻值,所以该实验的原理为$R=\frac{U}{I}$;(2)甲图中,电流表和电阻R并联、电压表串联在电路中是错误的,在测未知电阻的阻值实验中,电阻R、滑动变阻器和电流表串联,电压表应并联在电阻R两端,正确接线如答案图所示;(3)小明连接好电路的最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,说明连接电路时,开关没有断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到阻值最大处,即最右端;(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移到某处时,电压表的示数为3 V,电流表的示数如图乙所示,电流表选用的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,其示数为0.3 A,则被测电阻R的阻值$R=\frac{U}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$;(5)分析图丙可知,可通过移动滑片至不同位置求出电源电压,利用电源电压不变求出$R_x$的阻值,故步骤②为闭合开关S,调节滑片位于最右端,读出电流表的示数为$I_2$;在步骤①中,电路可看作$R_x$的简单电路,电流表测电路中的电流$I_1$,则电源电压$U=I_1R_x$;在步骤②中,$R_x$与阻值调到最大的滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流$I_2$,则电源电压$U=I_2(R_x+R)$;由于电源电压保持不变,则有$I_1R_x=I_2(R_x+R)$,解得$R_x=\frac{I_2R}{I_1-I_2}$;(6)选项A中,开关S闭合时,$R_0$被短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,$R_0$和$R_x$串联,电压表测量$R_x$两端的电压;由于串联电路总电压等于各分电压之和,可求出$R_0$两端的电压;由$I=\frac{U}{R}$可以求出通过$R_0$的电流;由于串联电路电流处处相等,通过$R_x$电流等于通过$R_0$的电流,即$I_x=I_0$,所以根据$R=\frac{U}{I}$可求出$R_x$的电阻,故A不符合题意;选项B中,当S断开时,电路为$R_0$的简单电路,电流表测通过$R_0$的电流,根据欧姆定律可求得电源电压$U=I_0R_0$;开关S闭合时,$R_0$、$R_x$并联,电流表测量干路电流,由并联电路电流特点可求得通过$R_x$的电流,根据$R=\frac{U}{I}$可求出$R_x$阻值,故B不符合题意;选项C中,当开关S闭合时,$R_x$被短路,电路为$R_0$的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求出电源电压;当开关S断开时,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,进而求出$R_x$的阻值,故C不符合题意;选项D中,开关S闭合时,$R_x$被短路,电压表测量电源电压,开关S断开时,$R_x$和$R_0$串联,电压表依然测量电源电压,由于无法得到电路中的电流,所以不能计算出$R_x$的阻值,故D符合题意。故选D。

【分析】
本题围绕“测未知电阻阻值”的实验展开，涵盖实验原理、电路纠错、操作注意事项、电表读数计算、特殊方法测电阻及单表测电阻的判断。解题时，需先明确伏安法测电阻的核心原理，再根据电流表、电压表的使用规则排查电路错误；连接电路时开关应断开，滑动变阻器滑片需调至最大阻值处；利用欧姆定律计算电阻时要注意电表量程；特殊测电阻需结合电源电压不变列方程推导；单表测电阻则要结合串并联电路特点，判断能否获取Rx的电压和电流，进而确定能否测出阻值。
【解析】
(1) 测未知电阻阻值的实验中，需用电压表测电阻两端电压U，电流表测通过电阻的电流I，根据欧姆定律变形公式$R=\frac{U}{I}$计算电阻，故实验原理为$R=\frac{U}{I}$。
(2) 甲图的错误：电流表与电阻R并联，电压表串联在电路中，违反了电流表串联、电压表并联的规则。正确连接：将电流表串联在电路中，电压表并联在电阻R两端（错误导线打×，正确连线如答案图所示）。
(3) 连接最后一根导线时电流表指针偏转，说明连接电路时开关未断开（开关未断开会导致电路一接通就有电流）；闭合开关前，滑动变阻器需调至阻值最大处，由图可知滑动变阻器滑片在最左端时接入电阻最小，故应调到最右端。
(4) 电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，指针示数为0.3A；已知电压表示数为3V，根据$R=\frac{U}{I}$，得$R=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
(5) 实验利用电源电压不变推导Rx：①滑片在最左端时，滑动变阻器阻值为0，电路为Rx的简单电路，电源电压$U=I_1R_x$；②需将滑动变阻器调至最大阻值处，故步骤②为“调节滑片位于最右端”，此时Rx与滑动变阻器（最大阻值R）串联，电源电压$U=I_2(R_x+R)$；联立两式$I_1R_x=I_2(R_x+R)$，解得$R_x=\frac{I_2R}{I_1-I_2}$。
(6) 分析各选项：A中开关断开时，R0与Rx串联，可求电流和Rx阻值；B中开关断开时测R0电流得电源电压，闭合时测干路电流得Rx电流，可求Rx；C中开关闭合时R0简单电路得电源电压，断开时串联得总电阻，求Rx；D中开关闭合、断开时电压表均测电源电压，无法得到Rx的电流，故不能测出Rx，选D。
【答案】
(1)$R=\frac{U}{I}$
(2)
(3)连接电路时，开关没有断开；右
(4)0.3；10
(5)②调节滑片位于最右端；③$\frac{I_2R}{I_1-I_2}$
(6)D
【知识点】欧姆定律、伏安法测电阻、特殊方法测电阻
【点评】本题全面考查了电学实验中测电阻的核心知识点，包括电路连接、操作规范、故障分析、计算及特殊方法，是电学实验的典型题型，需学生熟练掌握串并联电路特点和欧姆定律的应用。
【难度系数】
0.6