Question

14．為了比較精確地測量一個阻值約為數(shù)百歐的電阻Rx的阻值，某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的電路圖，現(xiàn)提供的實驗器材如下：
A．二節(jié)干電池（每節(jié)干電池的電壓約為1.5V）
B．電壓表一個（量程0～3V，0～15V）
C．電阻箱R（符號為，阻值為0～9999Ω）
D．待測電阻R_x
E．一個單刀單擲開關(guān)S₁和一個單刀雙擲開關(guān)S₂
（ 符號為）
F．導(dǎo)線若干    
則：
（1）為了比較精確地測量待測電阻Rx的阻值，電壓表的量程應(yīng)選0～3V．
（2）根據(jù)設(shè)計的電路圖，在如圖2所示的實物圖中，用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路元件連接起來（部分導(dǎo)線已連好）；
（3）寫出主要的實驗操作步驟及所測量的物理量，并用課本中相應(yīng)的字母表示；
①路連接正確后，閉合S₁，將S₂撥到觸點1時，記下電壓表的示數(shù)為U₁
②閉合S₁，將S₂撥到觸點2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值到適當位置，記下電阻箱的阻值為R和電壓表的示數(shù)為U₂
（4）待測電阻R_x=$\frac{{U}_{2}R}{{U}_{1}{-U}_{2}}$（用所測物理量的字母表示）．
（5）如果實驗器材中沒有提供電壓表，現(xiàn)再提供一只電流表（量程0～0.6A，0～3A），利用上述器材，你認為不能 （選填“能”或“不能”）較準確測出該待測電阻的阻值，原因是電路中電阻太大，電流很小不能準確讀出電流表示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）在不超量程的情況下，電壓表應(yīng)選擇較小的量程，可以減小誤差；根據(jù)電源電壓即可確定電壓表的量程；
（2）根據(jù)電路圖連接實物圖，應(yīng)注意電路的連接順序和方式；
（3）當開關(guān)與1連接時，可利用電壓表測出電源電壓；
當開關(guān)與2連接時，可通過電壓表的示數(shù)、串聯(lián)電路電壓的特點、電阻箱的阻值以及歐姆定律求出電路中的電流，并進一步求出被測電阻的阻值；
（4）根據(jù)歐姆定律的變形公式以及被測物理量即可表示出被測電阻的阻值；
（5）電路總電壓約5V，電阻數(shù)百歐，電路電流很小，電流表是的指針偏轉(zhuǎn)很小，不能準確讀數(shù)．

解答 解：（1）由題意知，電源電壓約為3V，所以電壓表應(yīng)選擇0～3V的量程；
（2）根據(jù)電路圖可知，使電壓表3V接線柱與單刀雙擲開關(guān)的中間接線柱相連，使單刀雙擲開關(guān)的1接線柱與開關(guān)S₁的右接線柱相連，使單刀雙擲開關(guān)的2接線柱與被測電阻的右接線柱相連，同時與電阻箱的右接線柱相連，如圖所示：

（3）①電路連接正確后，閉合S₁，將S₂撥到觸點1時，記下電壓表的示數(shù)為U₁；
②閉合S₁，將S₂撥到觸點2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值到適當位置，記下電阻箱的阻值為R和電壓表的示數(shù)為U₂；
（4）由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律以及I=$\frac{U}{R}$可知，被測電阻：R_x=$\frac{{U}_{x}}{I}$=$\frac{{U}_{2}}{\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{R}}$=$\frac{{U}_{2}R}{{U}_{1}{-U}_{2}}$．
（5）已知電源電壓為2×1.5V=3V，而被測電阻的阻值約百歐，由歐姆定律可知，電路電流很小，即電路中電阻太大，電流很小不能準確讀出電流表示數(shù)，因此不能準確測量電阻的阻值．
故答案為：（1）0～3V；
（3）①電路連接正確后，閉合S₁，將S₂撥到觸點1時，記下電壓表的示數(shù)為U₁；
②閉合S₁，將S₂撥到觸點2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值到適當位置，記下電阻箱的阻值為R和電壓表的示數(shù)為U₂；（4）$\frac{{{U_2}R}}{{{U_1}-{U_2}}}$
（5）不能；電路中電阻太大，電流很小不能準確讀出電流表示數(shù)．

點評 本題為學(xué)生提供了一個準確測很大電阻的思路，把被測數(shù)百歐的電阻與已知數(shù)百歐的電阻串聯(lián)，測電源電壓，再測其中一個電阻電壓，利用串聯(lián)電路中電流處處相等列式求解．