小明同学在只有电流表或电压表的情况下,利用一个已知阻值的电阻 R0设计了四个测未知电阻 Rx的电路,如图所示,其中不可行的是( )
答案:C
查看解析
A.当 S、S1都闭合时,电压表测量电源电压 U,当 S 闭合、S1断开时,Rx和定值电阻串联,电压表直接测量 Rx两端的电压 Ux;根据串联分压原理可得 R0两端电压 U0=U−Ux,R0的阻值已知,根据欧姆定律可以求得串联电路的电流 I=(U−Ux)/R0,待测电阻的阻值 Rx=Ux/I =(Ux/(U−Ux))R0,故 A 不符合题意。
B.Rx和定值电阻串联,电压表 V1测量定值电阻两端的电压,根据 I=U0/R0可以计算出电路中的电流;根据串联电路电流处处相等,通过 Rx电流等于通过定值电阻电流 I,电压表 V2测量 Rx两端的电压 Ux,可计算出待测电阻的阻值 Rx=Ux/I=(Ux/U0)R0,故 B 不符合题意。
C.Rx和定值电阻并联,电流表 A 测量定值电阻的电流,根据 U=IR,求出定值电阻两端的电压,根据并联电路各支路电压相等,Rx两端电压等于定值电阻两端的电压 Ux=U0,但无法通过开关的闭合测出通过待测电阻 Rx的电流,因此无法计算出待测电阻 Rx的阻值,故 C 符合题意。
D.Rx和定值电阻并联,电流表 A1测量定值电阻的电流 I0,根据 U0=I0R0,求出定值电阻两端的电压,根据并联电路各支路电压相等,Rx两端电压等于定值电阻两端的电压 Ux=U0,电流表 A2测量 Rx的电流 Ix,可计算出待测电阻的阻值 Rx=Ux/Ix=(I0R0)/Ix,故 D 不符合题意。
故选 C。