Question

8．小明同學(xué)用如圖甲所示的電路來測量一個未知電阻R_x阻值：

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖電路連接完整（要求將變阻器滑片置于最右端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大）；
（2）當(dāng)滑動變阻器的滑片置于某一位置時，電壓表示數(shù)為1.5V，電流表示數(shù)如圖乙所示，則R_x=5Ω（3）小明同學(xué)又設(shè)計了如圖丙所示的電路測量該未知電阻R_x的阻值，其中R₀是阻值已知的定值電阻，請將下面的實驗 步驟補(bǔ)充完整：
①閉合開關(guān)S、S₁，用電壓表測出電源電壓U；
②閉合S、斷開S₁，用電壓表測出未知電阻R_x兩端電壓記為U₁；
③請用測量值U、U₁和已知電阻R₀來表示未知電阻R_x=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U-U}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，且要一上一下接線柱進(jìn)行連接；
（2）明確電流表的量程和分度值，讀出示數(shù)，再利用歐姆定律的變形公式計算電阻的大小；
（3）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S、S₁均閉合時電路為R_x的簡單電路，電壓表測電源的電壓；當(dāng)開關(guān)S閉合、S₁斷開時，R₀、R_x串聯(lián)，電壓表測R_x兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)和定值電阻的阻值求出R_x的阻值，據(jù)此設(shè)計實驗步驟得出結(jié)果．

解答 解：（1）變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，要求將變阻器滑片置于最右端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，則可下邊的導(dǎo)線接在變阻器左端，如圖所示．

（2）讀圖可知，電流表的量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，則電流表的示數(shù)為0.3A．
由公式I=$\frac{U}{R}$得：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；
（3）實驗步驟：
①閉合開關(guān)S、S₁，用電壓表測出電源的電壓U；
②閉合開關(guān)S、斷開S₁，用電壓表測出待測電阻R_x兩端的電壓為U₁；
③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓：
U₀=U-U_x=U-U₁，
所以，I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U-U}_{1}}{{R}_{0}}$，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
由公式I=$\frac{U}{R}$得：R_x=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{{U}_{1}}{\frac{{U-U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U-U}_{1}}$．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）5；
（3）①閉合開關(guān)S、S₁；②閉合S、斷開S₁；③$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U-U}_{1}}$．

點(diǎn)評 本題考查了實物圖的連接和電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應(yīng)用、串聯(lián)電路的特點(diǎn)等，關(guān)鍵是知道有電壓表、無電流表時可根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計實驗．