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5. 如图所示的电路中，电源电压为6 V且恒定不变，$R_1$的阻值为10 Ω，滑动变阻器$R_2$的最大阻值为20 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最端。闭合开关后，电流表示数为 A。若滑片逐渐向阻值减小的方向移动，则电压表示数将（变大/不变/变小），电流表示数将（变大/不变/变小）。为了保证电路安全，滑动变阻器允许接入电路中的电阻范围为。
答案
解：
闭合开关前，滑动变阻器应调至接入电路阻值最大的位置，由电路结构可知滑片应该置于最右端。
闭合开关时，滑动变阻器接入最大阻值$R_{2\mathrm{大}}=20\ \Omega$，电路总电阻：
$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_{2\mathrm{大}}=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$
由欧姆定律得电流表示数：
$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$
若滑片逐渐向阻值减小的方向移动，滑动变阻器接入电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知电路电流变大，即电流表示数变大；
定值电阻$R_1$阻值不变，由$U_1=IR_1$可知$R_1$两端电压变大，即电压表示数变大。
电路安全限制分析：
电压表量程为0~3V，因此$R_1$两端最大电压$U_{1\mathrm{max}}=3\ \mathrm{V}$，此时电路最大电流：
$I_{\mathrm{max}}=\frac{U_{1\mathrm{max}}}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$
该电流小于电流表量程0~0.6A，因此电路允许的最大电流为0.3A。
此时电路总最小电阻：
$R_{\mathrm{总min}}=\frac{U}{I_{\mathrm{max}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$
滑动变阻器接入的最小阻值：
$R_{2\mathrm{小}}=R_{\mathrm{总min}}-R_1=20\ \Omega-10\ \Omega=10\ \Omega$
滑动变阻器接入的最大阻值为20Ω，因此滑动变阻器允许接入电路中的电阻范围为$\boldsymbol{10\ \Omega ∼ 20\ \Omega}$。
答案依次为：右；0.2；变大；变大；$10\ \Omega ∼ 20\ \Omega$。
闭合开关前，滑动变阻器应调至接入电路阻值最大的位置，由电路结构可知滑片应该置于最右端。
闭合开关时，滑动变阻器接入最大阻值$R_{2\mathrm{大}}=20\ \Omega$，电路总电阻：
$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_{2\mathrm{大}}=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$
由欧姆定律得电流表示数：
$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$
若滑片逐渐向阻值减小的方向移动，滑动变阻器接入电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知电路电流变大，即电流表示数变大；
定值电阻$R_1$阻值不变，由$U_1=IR_1$可知$R_1$两端电压变大，即电压表示数变大。
电路安全限制分析：
电压表量程为0~3V，因此$R_1$两端最大电压$U_{1\mathrm{max}}=3\ \mathrm{V}$，此时电路最大电流：
$I_{\mathrm{max}}=\frac{U_{1\mathrm{max}}}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$
该电流小于电流表量程0~0.6A，因此电路允许的最大电流为0.3A。
此时电路总最小电阻：
$R_{\mathrm{总min}}=\frac{U}{I_{\mathrm{max}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$
滑动变阻器接入的最小阻值：
$R_{2\mathrm{小}}=R_{\mathrm{总min}}-R_1=20\ \Omega-10\ \Omega=10\ \Omega$
滑动变阻器接入的最大阻值为20Ω，因此滑动变阻器允许接入电路中的电阻范围为$\boldsymbol{10\ \Omega ∼ 20\ \Omega}$。
答案依次为：右；0.2；变大；变大；$10\ \Omega ∼ 20\ \Omega$。
6. 在测量阻值约为5 Ω的定值电阻$R_x$的实验中，小明和小亮用如图(a)所示的器材进行实验。
（1）用笔画线代替导线完成图(a)的实物电路连接，要求将滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。
（2）最后一根导线连接完毕后，小明看到电压表和电流表立即都有较大示数。他在实验操作中的两处错误是和。
（3）改正错误后，小明改变$R_x$两端的电压和通过它的电流，两次测得的电阻值分别为$R_1=5.1\ \Omega,R_2=5.3\ \Omega$。若第三次测量时，电流表的示数为0.5 A，电压表的示数如图(b)所示，则$R_3=$Ω，实验测得值应为$R_x=$Ω。（结果保留一位小数）
（4）在某次实验时，电压表出现了故障不能使用，小亮用原有的电流表、滑动变阻器，增添一个定值电阻$R_0$和一个单刀双掷开关，设计了如图(c)所示的电路。测量时，闭合$S_1$，将$S_2$拨到“1”，电流表的示数为$I_1$；将$S_2$拨到“2”，电流表的示数为$I_2$，小亮说待测电阻$R_x=\frac{I_1}{I_2}R_0$。小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理，原因是。
（1）用笔画线代替导线完成图(a)的实物电路连接，要求将滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。
（2）最后一根导线连接完毕后，小明看到电压表和电流表立即都有较大示数。他在实验操作中的两处错误是和。
（3）改正错误后，小明改变$R_x$两端的电压和通过它的电流，两次测得的电阻值分别为$R_1=5.1\ \Omega,R_2=5.3\ \Omega$。若第三次测量时，电流表的示数为0.5 A，电压表的示数如图(b)所示，则$R_3=$Ω，实验测得值应为$R_x=$Ω。（结果保留一位小数）
（4）在某次实验时，电压表出现了故障不能使用，小亮用原有的电流表、滑动变阻器，增添一个定值电阻$R_0$和一个单刀双掷开关，设计了如图(c)所示的电路。测量时，闭合$S_1$，将$S_2$拨到“1”，电流表的示数为$I_1$；将$S_2$拨到“2”，电流表的示数为$I_2$，小亮说待测电阻$R_x=\frac{I_1}{I_2}R_0$。小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理，原因是。
答案
解：
（1）实物电路连接：
将开关的右接线柱与定值电阻$R_x$的一个接线柱相连，$R_x$的另一个接线柱与电流表的0.6A正接线柱相连；电压表选择0~3V量程，并联在$R_x$两端，电压表“3”接线柱接$R_x$靠近开关的一端，电压表“-”接线柱接$R_x$靠近电流表的一端；滑动变阻器的右下接线柱与电流表的负接线柱相连，保证滑片向右滑动时接入电路的电阻丝长度变短，电阻变小。
（2）连接电路时开关没有断开；滑动变阻器的滑片没有调到接入电路阻值最大的位置
（3）电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为2.5V，由欧姆定律得：
$R_3=\frac{U_3}{I_3}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=5.0\ \Omega$
三次测量取平均值：
$R_x=\frac{R_1+R_2+R_3}{3}=\frac{5.1\ \Omega+5.3\ \Omega+5.0\ \Omega}{3}\approx5.1\ \Omega$
（4）两次切换开关时，滑动变阻器接入电路的阻值不变，电路总电阻不同，电流不同，滑动变阻器两端分得的电压不同，因此$R_0$和$R_x$两端的电压不相等，不满足$I_1R_0=I_2R_x$的推导条件，无法准确测量待测电阻。
（1）实物电路连接：
将开关的右接线柱与定值电阻$R_x$的一个接线柱相连，$R_x$的另一个接线柱与电流表的0.6A正接线柱相连；电压表选择0~3V量程，并联在$R_x$两端，电压表“3”接线柱接$R_x$靠近开关的一端，电压表“-”接线柱接$R_x$靠近电流表的一端；滑动变阻器的右下接线柱与电流表的负接线柱相连，保证滑片向右滑动时接入电路的电阻丝长度变短，电阻变小。
（2）连接电路时开关没有断开；滑动变阻器的滑片没有调到接入电路阻值最大的位置
（3）电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为2.5V，由欧姆定律得：
$R_3=\frac{U_3}{I_3}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=5.0\ \Omega$
三次测量取平均值：
$R_x=\frac{R_1+R_2+R_3}{3}=\frac{5.1\ \Omega+5.3\ \Omega+5.0\ \Omega}{3}\approx5.1\ \Omega$
（4）两次切换开关时，滑动变阻器接入电路的阻值不变，电路总电阻不同，电流不同，滑动变阻器两端分得的电压不同，因此$R_0$和$R_x$两端的电压不相等，不满足$I_1R_0=I_2R_x$的推导条件，无法准确测量待测电阻。
