【分析】
本题围绕电阻测量的电学实验展开,需掌握电路连接的安全规则、电路故障判断、欧姆定律应用及特殊测电阻方法。解题时:(1)连接电路需遵循开关断开、滑动变阻器调至最大阻值的安全原则;故障分析中,电流表无示数说明电路电流异常,电压表有示数说明电压表通路,据此判断故障;(2)伏安法测电阻时,电流由电源电压和被测电阻决定,几百欧的电阻在3V电源下电流过小,电流表无法测量;(3)利用串联分压原理,结合电阻箱等效替代,设计实验电路,通过测量电压推导Rx的表达式。
【解析】
(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开;接通电路前滑动变阻器滑片需置于最大阻值处,由实物图可知,滑动变阻器接左下接线柱,滑片滑至右端时接入电阻最大。电流表无示数,说明电路未通路或电流表短路;电压表有示数(2V),说明电压表两端与电源连通,故障为电流表短路(若电流表断路,电压表应测电源电压3V,与题目中2V不符,排除断路)。
(2)电源电压为3V,被测电阻Rx约几百欧,根据欧姆定律I=U/R,电路电流I=3V/Rx,Rx阻值太大导致电流极小,电流表量程最小为0.6A,无法准确测量该微小电流。
(3)① 重新设计电路:将Rx与电阻箱R₂串联,电压表并联在Rx两端,电路图如题目给出的

;② 实验步骤:把电压表与Rx并联,调节电阻箱使其阻值为几百欧,记录电阻箱示数R₂;闭合开关,读出电压表的示数U;③ 串联电路电流相等,通过Rx的电流I=U/Rx,通过R₂的电流I=(3V-U)/R₂,因此U/Rx=(3V-U)/R₂,整理得Rx=UR₂/(3V-U)。
【答案】
8.(1)断开 右 ①电流表 ②短路
(2)被测电阻阻值太大
(3)①

②将电压表与$R_x$并联,扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧,读出示数为$R_2$;闭合开关读出电压表示数为$U$;计算出$R_x$的阻值
③$R_x = \dfrac{UR_2}{3\ \mathrm{V}-U}$
【知识点】
电路故障分析、欧姆定律、特殊方法测电阻
【点评】
本题是电学实验综合题,考查电路连接、故障判断、欧姆定律应用及特殊测电阻方法,侧重学生对实验原理的理解和灵活运用,区分度较好,适合中等水平学生练习。
【难度系数】
0.5