Question

11．有一只電壓表，量程已知，內(nèi)阻為R_V，另有一蓄電池（電動(dòng)勢(shì)未知，但不超過(guò)電壓表的量程，內(nèi)阻可忽略），請(qǐng)用這只電壓表和蓄電池，再用一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)和一些連接導(dǎo)線，設(shè)計(jì)測(cè)量某一高值電阻R_x的實(shí)驗(yàn)方法（已知R_x的值與R_V相差不大）．
（1）在甲圖的方框內(nèi)，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接如圖乙所示的實(shí)物圖（其中部分已連好）；
（3）簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的主要步驟，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出高值電阻R_x的表達(dá)式．

Answer 1

分析 本題的關(guān)鍵是根據(jù)電源無(wú)內(nèi)阻以及待測(cè)電阻是高電阻，結(jié)合給出的器材從而設(shè)計(jì)出圖示電路，然后再根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程求解即可．

解答 解：（1）本題要測(cè)量某一高值電阻Rx，但僅有一只電壓表，故無(wú)法用伏安法來(lái)完成，即無(wú)法將電壓表按常規(guī)接法并聯(lián)在電阻兩端，則把電壓表作為一個(gè)定值電阻串聯(lián)在電路中．電路圖如圖：

（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，注意導(dǎo)線不要交叉：

（3）實(shí)驗(yàn)步驟：①開(kāi)關(guān)撥到a，讀出電壓表的示為U；
②開(kāi)關(guān)撥到b，讀出電壓表的示數(shù)為U₀，開(kāi)關(guān)撥到a，讀出電壓表的示為U等于電源電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)閉合電路歐姆定律，應(yīng)有U=U₀+$\frac{{U}_{0}}{{R}_{V}}$Rx，解得：R_x=$\frac{U}{{U}_{0}}$R_V-R_V；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）實(shí)物電路圖如圖所示；（3）①開(kāi)關(guān)撥到a，讀出電壓表的示為U；②開(kāi)關(guān)撥到b，讀出電壓表的示數(shù)為U₀；開(kāi)關(guān)撥到a，讀出電壓表的示為U等于電源電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)閉合電路歐姆定律，應(yīng)有U=U₀+$\frac{{U}_{0}}{{R}_{V}}$Rx，解得：R_x=$\frac{U}{{U}_{0}}$R_V-R_V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、連接實(shí)物電路圖、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟等問(wèn)題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、根�?jù)實(shí)驗(yàn)器材理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提與關(guān)鍵，根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖．