Question

（2012?安慶二模）查子威同學(xué)現(xiàn)有如下器材：一個(gè)電源（電壓保持不變但數(shù)值未知），一個(gè)定值電阻R₀，一個(gè)待測(cè)電阻R_x，一個(gè)電壓表（最大量程大于電源電壓），三個(gè)開關(guān)，導(dǎo)線若干，他用這些器材測(cè)R_x的阻值．
實(shí)驗(yàn)方案如下：
（a）按電路圖連接好實(shí)物；
（b）只將S、S₁閉合時(shí)，測(cè)出R₀兩端的電壓為U₀，則I_x=I₀=

U0

R0

；
（c） 只將S、S₂閉合時(shí)，測(cè)出R_x兩端的電壓為U_x，則R_x=

UXR0

U0

；
（1）請(qǐng)你根據(jù)電路圖分析查子威同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案，寫出他的實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)的問題：

會(huì)出現(xiàn)電壓表正負(fù)接線柱接反

．
（2）按照下列實(shí)驗(yàn)步驟，使用原有器材重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)把你的電路圖畫在方框內(nèi)，并寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
（a）只將S、S₁閉合時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)為U₁；
（b）只將S、S₂閉合時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)為U₂，則R_x=

U2-U1

U1

R0

．

Answer 1

分析：（1）分析電路圖，當(dāng)閉合開關(guān)S₁時(shí)，若電壓表的正負(fù)接線柱正確，則當(dāng)閉合開關(guān)S₂時(shí)，電壓表的正負(fù)接線柱就接反了；
（2）利用兩個(gè)開關(guān)S與S₁或S與S₂閉合時(shí)，將電壓表先與R₀（或與R_x）并聯(lián)，測(cè)量一個(gè)電阻的電壓，然后再測(cè)量它們串聯(lián)后的總電壓，然后利用歐姆定律和串聯(lián)電路的分壓關(guān)系寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)果．

解答：解：（1）由電路圖可知，若閉合S與S₁時(shí)，電流是從電壓表的正接線柱流入，
則當(dāng)閉合S與S₂時(shí)，電壓表的正負(fù)接線柱接反了；所以他的實(shí)驗(yàn)方法不對(duì)，
原因是電壓表的“+”“-”接線柱不能滿足要求；
故答案為：會(huì)出現(xiàn)電壓表正負(fù)接線柱接反．
（2）使用原有器材重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，電路圖如右圖所示，則：
電壓表示數(shù)U₁為R₀兩端的電壓，U₂為串聯(lián)電路的總電壓；
∴Ux=U₂-U₁，Ix=I₀=

U1

R0

，
∴Rx=

UX

IX

=

U2-U1

U1 R0

=

U2-U1

U1

R0．
故答案為：電路圖如圖所示；

U2-U1

U1

R0．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電壓表的使用、串聯(lián)電路的分壓關(guān)系、歐姆定律．涉及到電路動(dòng)態(tài)分析、電路圖設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的推導(dǎo)，屬于難題．