Question

某同學利用電壓表和電流表測量電阻R_x的阻值，所用的電源由兩節新干電池組成，選用的滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣．他按圖1連接電路，實驗步驟正確，閉合電鍵S后，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電壓表始終無示數．已知電路中各處均接觸良好，除電阻R_x和滑動變阻器R外，其它元件均完好．

（1）若電路中只有一處出現故障，則故障可能是______（選填“R_x斷路”、“R斷路”或“R_x短路”）．
（2）若第（1）小題的判斷正確，則在R_x兩端接入一根導線后，閉合電鍵S，兩電表的示數情況為______．
（3）排除故障后，該同學按正確步驟進行實驗，閉合電鍵S，兩電表示數如圖2（a）、（b）所示，他記下實驗數據后，進行計算，然后整理實驗器材，完成實驗．
（a）該同學的計算結果R_x=______歐．
（b）你認為該同學的實驗結果是否合理？簡述理由：______．

Answer 1

解：（1）電壓表無示數，則說明電阻R_x兩端無電壓，則可能是電阻R_x短路或滑動變阻器斷路；
（2）若原因是R_x短路，則接入導線后，情況不變，電壓表示數仍為零，電流表有示數；
若原因是滑動變阻器斷路，則接入導線后，情況不變，電路中仍無電流，電流表示數為零，電壓表示數也為零；
（3）（a）由題意知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數為1V；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.1A，則R_x===10Ω；
（b）實驗中只測量了一組數據，沒有多次測量求平均值，所以實驗誤差較大，實驗結果不合理．
故答案為：（1）R斷路（或R_x短路）；
（2）電壓表無示數，電流表無示數（或電壓表無示數，電流表有示數）；
（3）（a）10；（b）不合理，沒有多次測量取平均值．
分析：（1）電壓表物示數，則說明電阻兩端無電壓，可能是與電壓表并聯的電路短路或以外的電路斷路；
（2）若在待測電阻兩端接入導線，則電阻被短路，若原來電阻短路，則電路被接通；若原來滑動變阻器斷路，則電路仍是斷開的；
（3）（a）根據已知條件確定電壓表、電流表的量程和分度值，讀出其示數，根據R=計算出其電阻值；
（b）測量定值電阻的阻值時，為減小誤差，應多測幾組數據求平均值．
點評：此題是測量電阻的阻值實驗，考查了電流表、電壓表的讀數及電阻的計算，同時考查了減小實驗誤差的方法及電路故障的分析，能夠根據不同情況確定電表的示數是此題的難點．沒有多次測量取平均值．