現(xiàn)在手頭上有一個阻值為40Ω的定值電阻R,一個電壓大約為35V的電源,一個量程只有0.6A的電流表,一個最大阻值約為100Ω的滑動變阻器,請設(shè)計一個實驗,比較精確地測量一個阻值約為55Ω左右的待測電阻Rx的阻值,要求:
(1)畫出電路圖;
(2)寫出實驗步驟及標明需要測量哪些量;
(3)用這些測量的量導(dǎo)出計算待測電阻阻值的數(shù)學(xué)表達式(可以重復(fù)組合電路).
【答案】
分析:沒有電壓表,只有電流表,采用被測電阻和已知電阻并聯(lián),測已知電阻電流,求得并聯(lián)電路電壓,即R
X的電壓.
用電流表測R
X電流,根據(jù)R=
,求得R
X.
電流表只有0~0.6A量程,滑動變阻器串聯(lián)在電路中,電阻很大,電流較小,對電路有保護作用,
要使實驗更準確,移動滑片使電流表的示數(shù)接近滿量程.
解答:解:(1)已知電阻R
與被測電阻R
X并聯(lián),滑動變阻器串聯(lián)在電路中保護電路.
開關(guān)串聯(lián)在電路中控制電路.
保持滑動變阻器滑片的位置不變,電流表先接在R
支路上測R
的電流,再改測R
X的電流,如圖.
(2)實驗步驟:①如圖所示連接好電路,閉合開關(guān)S,調(diào)整滑動變阻器的滑片,使電流表指針接近滿偏,讀出流過R
的電流I
,則U
AB=I
R
;
②保持滑動變阻器滑片的位置不變,把電流表改接到R
x的支路中,測得流過R
x的電流I
x.
(3)并聯(lián)電路各支路電壓相等,R
x=
=
.
點評:伏安法測電阻實驗中,只有電壓表或只有電流表時,借助已知電阻照常能完成實驗.
(1)只有電壓表,已知電阻與被測電阻、滑動變阻器串聯(lián),
電壓表分別測量已知電阻的電壓和被測電阻的電壓,滑動變阻器保護電路和改變電壓完成多次實驗.
(2)只有電流表,已知電阻與被測電阻并聯(lián),再與滑動變阻器串聯(lián),
電流表分別測量已知電阻和被測電阻的電流,滑動變阻器保護電路和改變電流完成多次實驗.