Question

19．小明同學(xué)用如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量一個(gè)未知電阻R_x的阻值：

（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將甲圖電路連接完整（要求將變阻器滑片置于最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大）；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片置于某一位置時(shí)，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(jì)了如圖丙所示的電路測(cè)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(qǐng)將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
①閉合S和S₁，用電壓表測(cè)出電源電壓U；
②閉合S，斷開(kāi)S₁，用電壓表測(cè)出未知電阻R_X兩端電壓記為U_X；
③請(qǐng)用測(cè)量值U、U_X和已知電阻R₀來(lái)表示未知電阻R_X=$\frac{{U}_{1}}{U-{U}_{1}}{R}_{0}$．

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(xiàn)柱進(jìn)行連接，滑片置于最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，據(jù)此連接；
（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(jì)算電阻的大��；
（3）由電路圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S₁均閉合時(shí)電路為R_x的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合、S₁斷開(kāi)時(shí)，R₀、R_x串聯(lián)，電壓表測(cè)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(jì)實(shí)驗(yàn)步驟得出結(jié)果．

解答 解：
（1）滑動(dòng)變阻器要起到調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓的目的需與定值電阻串聯(lián)，滑片右滑接入電阻變大，所以應(yīng)將其左下角的接線(xiàn)柱接入電路，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(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開(kāi)關(guān)S、S₁，用電壓表測(cè)出電源的電壓U；
②閉合開(kāi)關(guān)S、斷開(kāi)S₁，用電壓表測(cè)出待測(cè)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，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$，即$\frac{U-{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{x}}$，
解得：R_x=$\frac{{U}_{1}}{U-{U}_{1}}{R}_{0}$．
故答案為：
（1）見(jiàn)上圖；
（2）5；
（3）①閉合S，斷開(kāi)S₁；②閉合開(kāi)關(guān)S、S₁；③$\frac{{U}_{1}}{U-{U}_{1}}{R}_{0}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)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(wú)電流表時(shí)可根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．