6.小组同学计划用伏安法测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图所示的电路,测出了$ R_x $的阻值(电源电压恒定但未知)。实验步骤如下。
(1)将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为$ I_1 $。
(2)将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为$ I_2 $。
(3)已知滑动变阻器的最大阻值为R,则$ R_x = $

(1)将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为$ I_1 $。
(2)将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为$ I_2 $。
(3)已知滑动变阻器的最大阻值为R,则$ R_x = $
$\frac{I_2 R}{I_1-I_2}$
(用$ I_1 $、$ I_2 $和R表示)。答案
6. (3) $\frac{I_2 R}{I_1-I_2}$
解析
【分析】
要解决这个问题,需利用电源电压恒定的特点,结合欧姆定律分析滑动变阻器在两个极端位置时的电路状态:当滑片在a端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路仅含$R_x$;当滑片在b端时,滑动变阻器接入最大阻值$R$,$R_x$与$R$串联。通过两次电流表示数,利用电源电压不变建立等式,即可求解$R_x$。
【解析】
1. 当滑片移到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为定值电阻$R_x$的简单电路,根据欧姆定律,电源电压$U = I_1 R_x$;
2. 当滑片移到b端时,滑动变阻器接入最大阻值$R$,此时$R_x$与$R$串联,总电阻为$R_x + R$,根据欧姆定律,电源电压$U = I_2 (R_x + R)$;
3. 因为电源电压恒定,所以$I_1 R_x = I_2 (R_x + R)$;
4. 展开等式得:$I_1 R_x = I_2 R_x + I_2 R$;
5. 移项整理:$R_x (I_1 - I_2) = I_2 R$,解得$R_x = \frac{I_2 R}{I_1 - I_2}$。
【答案】
$\frac{I_2 R}{I_1 - I_2}$
【知识点】
欧姆定律、串联电路电阻规律
【点评】
本题是伏安法测电阻的变形应用,在电压表损坏的情况下,利用滑动变阻器的两个极端阻值,结合欧姆定律和电源电压恒定的特点求解定值电阻,考查学生对欧姆定律的灵活运用能力,属于中等难度的电学实验题。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题,需利用电源电压恒定的特点,结合欧姆定律分析滑动变阻器在两个极端位置时的电路状态:当滑片在a端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路仅含$R_x$;当滑片在b端时,滑动变阻器接入最大阻值$R$,$R_x$与$R$串联。通过两次电流表示数,利用电源电压不变建立等式,即可求解$R_x$。
【解析】
1. 当滑片移到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为定值电阻$R_x$的简单电路,根据欧姆定律,电源电压$U = I_1 R_x$;
2. 当滑片移到b端时,滑动变阻器接入最大阻值$R$,此时$R_x$与$R$串联,总电阻为$R_x + R$,根据欧姆定律,电源电压$U = I_2 (R_x + R)$;
3. 因为电源电压恒定,所以$I_1 R_x = I_2 (R_x + R)$;
4. 展开等式得:$I_1 R_x = I_2 R_x + I_2 R$;
5. 移项整理:$R_x (I_1 - I_2) = I_2 R$,解得$R_x = \frac{I_2 R}{I_1 - I_2}$。
【答案】
$\frac{I_2 R}{I_1 - I_2}$
【知识点】
欧姆定律、串联电路电阻规律
【点评】
本题是伏安法测电阻的变形应用,在电压表损坏的情况下,利用滑动变阻器的两个极端阻值,结合欧姆定律和电源电压恒定的特点求解定值电阻,考查学生对欧姆定律的灵活运用能力,属于中等难度的电学实验题。
【难度系数】
0.5
7.图甲是小罗设计的测量待测电阻$R_x$阻值的电路图(电源电压保持不变)。

7题图
(1)闭合开关S和$S_1$,调节
(2)闭合开关S和$S_2$,调节
7题图
(1)闭合开关S和$S_1$,调节
$R$
(选填“R”或“$R_0$”),使电压表的示数为2 V,断开全部开关。(2)闭合开关S和$S_2$,调节
$R_0$
(选填“R”或“$R_0$”),使电压表的示数仍为2 V,此时电阻箱$R_0$接入电路中的阻值如图乙所示,则待测电阻$R_x=$50
Ω。答案
7. (1) $R$ (2) $R_0$ 50
解析
【分析】本题利用等效替代法测量待测电阻阻值,核心思路是:先让待测电阻$R_x$与滑动变阻器$R$串联,调节$R$使$R_x$两端电压为2V;再保持$R$的阻值不变,换接电阻箱$R_0$,调节$R_0$使$R_0$两端电压也为2V,此时电路中电流、总电阻均不变,因此$R_x$的阻值等于电阻箱$R_0$接入的阻值。
【解析】(1)闭合开关S和$S_1$时,电路为$R_x$与滑动变阻器$R$串联,电压表测$R_x$两端电压,要使电压表示数为2V,需调节滑动变阻器$R$改变电路电流,从而调整$R_x$两端电压,故填$R$。
(2)闭合开关S和$S_2$时,电路为$R_0$与滑动变阻器$R$串联,需保持$R$的阻值不变,调节电阻箱$R_0$使$R_0$两端电压仍为2V,此时两次电路的总电阻相等,因此$R_x=R_0$。电阻箱读数:×1000档为0,×100档为0,×10档为5,×1档为0,故$R_0=5×10Ω +0×1Ω=50Ω$,所以$R_x=50Ω$。
【答案】(1)$R$ (2)$R_0$;50
【知识点】等效替代法测电阻、滑动变阻器的使用、电阻箱读数
【点评】本题考查等效替代法测电阻的原理与操作,关键是理解“保持滑动变阻器阻值不变,两次电压相同则电阻相等”的等效关系,属于基础实验题,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】(1)闭合开关S和$S_1$时,电路为$R_x$与滑动变阻器$R$串联,电压表测$R_x$两端电压,要使电压表示数为2V,需调节滑动变阻器$R$改变电路电流,从而调整$R_x$两端电压,故填$R$。
(2)闭合开关S和$S_2$时,电路为$R_0$与滑动变阻器$R$串联,需保持$R$的阻值不变,调节电阻箱$R_0$使$R_0$两端电压仍为2V,此时两次电路的总电阻相等,因此$R_x=R_0$。电阻箱读数:×1000档为0,×100档为0,×10档为5,×1档为0,故$R_0=5×10Ω +0×1Ω=50Ω$,所以$R_x=50Ω$。
【答案】(1)$R$ (2)$R_0$;50
【知识点】等效替代法测电阻、滑动变阻器的使用、电阻箱读数
【点评】本题考查等效替代法测电阻的原理与操作,关键是理解“保持滑动变阻器阻值不变,两次电压相同则电阻相等”的等效关系,属于基础实验题,难度适中。
【难度系数】0.6
8.小安同学在学习电路的串、并联特点后,设计了如图甲所示的实验原理图,来测量某一定值电阻$ R_x $的阻值。

(1)为了保证电路安全,在闭合开关S前,滑动变阻器滑片应滑到最
(2)闭合开关S,将单刀双掷开关拨到1,调节滑动变阻器,使电流表指针指到某一值,如图乙,电流表读数为
(3)保持(2)中滑动变阻器滑片位置不变,将单刀双掷开关拨到2,调节电阻箱R,当阻值为10 Ω时,电流表示数与(2)中显示数值相同,则被测电阻$ R_x $的阻值为
(1)为了保证电路安全,在闭合开关S前,滑动变阻器滑片应滑到最
右
(选填“左”或“右”)端。(2)闭合开关S,将单刀双掷开关拨到1,调节滑动变阻器,使电流表指针指到某一值,如图乙,电流表读数为
0.3
A。(3)保持(2)中滑动变阻器滑片位置不变,将单刀双掷开关拨到2,调节电阻箱R,当阻值为10 Ω时,电流表示数与(2)中显示数值相同,则被测电阻$ R_x $的阻值为
10
Ω。答案
8. (1) 右 (2) 0.3 (3) 10
解析
【分析】
本题考查滑动变阻器的使用、电流表读数及替代法测电阻。(1)闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处保护电路,需判断滑片对应的最大阻值端;(2)电流表读数要先确定量程和分度值,再读取指针示数;(3)利用替代法,两次电流相同、滑动变阻器阻值不变时,被测电阻与电阻箱阻值相等。
【解析】
(1) 闭合开关S前,为保证电路安全,滑动变阻器应接入最大阻值。由图甲可知,滑片滑到最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大,故填“右”。
(2) 图乙中电流表选用0~0.6A量程,该量程分度值为0.02A,指针指向0.3A刻度线,因此读数为0.3A。
(3) 保持滑动变阻器滑片位置不变,两次电流表示数相同,说明电路总电阻相等,此时被测电阻Rx与电阻箱R的作用等效,故Rx=R=10Ω。
【答案】
(1) 右 (2) 0.3 (3) 10
【知识点】
滑动变阻器使用;电流表读数;电阻测量
【点评】
本题为基础电学实验题,考查电学基本操作和替代法测电阻的原理,难度较低,适合巩固基础。
【难度系数】
0.8
本题考查滑动变阻器的使用、电流表读数及替代法测电阻。(1)闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处保护电路,需判断滑片对应的最大阻值端;(2)电流表读数要先确定量程和分度值,再读取指针示数;(3)利用替代法,两次电流相同、滑动变阻器阻值不变时,被测电阻与电阻箱阻值相等。
【解析】
(1) 闭合开关S前,为保证电路安全,滑动变阻器应接入最大阻值。由图甲可知,滑片滑到最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大,故填“右”。
(2) 图乙中电流表选用0~0.6A量程,该量程分度值为0.02A,指针指向0.3A刻度线,因此读数为0.3A。
(3) 保持滑动变阻器滑片位置不变,两次电流表示数相同,说明电路总电阻相等,此时被测电阻Rx与电阻箱R的作用等效,故Rx=R=10Ω。
【答案】
(1) 右 (2) 0.3 (3) 10
【知识点】
滑动变阻器使用;电流表读数;电阻测量
【点评】
本题为基础电学实验题,考查电学基本操作和替代法测电阻的原理,难度较低,适合巩固基础。
【难度系数】
0.8
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