Question

物理課上，老師請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)，各組同學(xué)都提出了自己的設(shè)計(jì)方案，下列是兩組同學(xué)的設(shè)計(jì)情況：
（1）甲組同學(xué)決定采用“伏安法”．請(qǐng)你在圖的虛線方框內(nèi)畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)電路圖；實(shí)驗(yàn)中所需測(cè)量的物理量及符號(hào)為：
①

 

；②

 

；

（2）乙組同學(xué)的方案則不同，他們所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖，以下是他們實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟，請(qǐng)根據(jù)你的理解寫(xiě)出②③兩個(gè)必要的實(shí)驗(yàn)步驟和相關(guān)物理量的符號(hào)：
①按電路圖連接好實(shí)物電路．
②

 

．
③

 

．

（3）根據(jù)所測(cè)物理量寫(xiě)出這兩種方案下，計(jì)算未知電阻Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式：
甲組：Rx=

 

．
乙組：Rx=

 

．

Answer 1

分析：（1）伏安法中，要用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)出電阻中的電流，用滑動(dòng)變阻器來(lái)調(diào)節(jié)電路中的電流，把電阻、滑動(dòng)變阻器、電流表、開(kāi)關(guān)、電源用導(dǎo)線串聯(lián)起來(lái)，再把電壓表并聯(lián)在電阻的兩端．
（2）利用安阻法是要使一個(gè)已知阻值的定值電阻，使電阻與定值并聯(lián)，利用并聯(lián)電路的特點(diǎn)，測(cè)兩次電流值，由歐姆定律公式的變形計(jì)算阻值．
（3）方法一直接用歐姆定律的變形公式計(jì)算，方法二，用并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：（1）把燈、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、電源串聯(lián)起來(lái)，再把電壓表與燈并聯(lián)．如圖

①要用電壓表測(cè)出電阻R_X兩端的電壓U，②用電流表測(cè)出通過(guò)電阻R_X中的電流I．
（2）利用安阻法，要斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，讀出電流表的示數(shù)I₁，則電源電壓U=I₁R₀，閉合開(kāi)關(guān)S，讀出電流表的示數(shù)I₂，則R_X中的電流I=I₂-I₁，則R_x=

U

I

=

I1

I2-I1

R0．
（3）伏安法時(shí)，由R_x=

U

I

計(jì)算電阻值；安阻法利用R_x=

I1

I2-I1

R0計(jì)算電阻值
故本題答案為：電阻兩端的電壓U； 電阻中的電流I； 讀出斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)的電流表的示數(shù)I₁；讀出閉合開(kāi)關(guān)時(shí)的電流表的示數(shù)I₂；=

U

I

；

I1

I2-I1

R0．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了用不同方法測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)．伏安法要用電壓表來(lái)測(cè)電阻的電阻，用電流表來(lái)測(cè)電阻的電流，由歐姆定律來(lái)計(jì)算電阻值，安阻法要用并聯(lián)電路，且要有一個(gè)已知阻值的定值，用電流表來(lái)測(cè)再次電流值，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律來(lái)計(jì)算電阻值．