Question

16．現(xiàn)有以下器材：電流表一只（量程適當(dāng)．內(nèi)阻可忽略不計．帶有按鈕開關(guān)k₁，按下按鈕電流表與電路接通，有電流通過電流表，電流表顯出一定的讀數(shù)），阻值已知為R的固定電阻一個，阻值未知的待測電阻R_x一個，直流電源一個（電動勢ε和內(nèi)阻r待測），單刀雙擲開關(guān)K一個，接線用的導(dǎo)線若干．
某同學(xué)用以上器材設(shè)計了一個實驗電路，如圖所示，用它既能測量直流電源的電動勢ε和內(nèi)阻r，又能測量待測電阻的阻值R_x：
（1）填寫出測量ε、r和R_x主要的實驗步驟．
A、將單刀雙擲開關(guān)K置于空位，按下電流表上按鈕開關(guān)k₁，讀下電流表示數(shù)I₁
B、將單刀雙擲開關(guān)K置于a位，按下電流表上按鈕開關(guān)k₁，讀下電流表示數(shù)I₂
C、將單刀雙擲開關(guān)K置于b位，按下電流表上按鈕開關(guān)k₁，讀下電流表示數(shù)I₃
（2）利用以上已知量和實驗中測量出的量可求得：
電動勢?=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{3}）{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，內(nèi)阻r=$\frac{（{I}_{1}-{I}_{3}）R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，待測電阻R_x$\frac{{I}_{3}R}{{I}_{2}-{I}_{3}}$．

Answer 1

分析 測量電源的電動勢和內(nèi)阻的原理是閉合電路歐姆定律，測量電阻的原理是伏安法，都采用伏安法．分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用閉合電路的歐姆定律列方程，求出電源電動勢、內(nèi)阻與待測電阻阻值．

解答 解：A、將單刀雙擲開關(guān)K置于空位，按下電流表上按鈕開關(guān)k₁，讀下電流表示數(shù)I₁，電源與定值電阻組成閉合回路，由閉合電路歐姆定律得：E=I₁（R+r）①，
B、閉合開關(guān)K₁，將K打向左側(cè)與a接通，兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，由閉合電路歐姆定律得：E=I₂（$\frac{R{R}_{x}}{R+{R}_{x}}$+r）②，
C、將單刀雙擲開關(guān)K置于b位，按下電流表上按鈕開關(guān)k₁，讀下電流表示數(shù)I₃，兩電阻并聯(lián)，電流表測定值電阻電流，由閉合電路歐姆定律得：E=I₃R+（$\frac{{I}_{3}R}{{R}_{X}}$+I₃）r③
由①②③解得：
$ε=\frac{{（{I_2}-{I_3}）{I_1}R}}{{{I_2}-{I_1}}}$，$r=\frac{{（{I_1}-{I_3}）R}}{{{I_2}-{I_1}}}$，${R_x}=\frac{{{I_3}R}}{{{I_2}-{I_3}}}$．
故答案為：（1）單刀雙擲開關(guān)K置于空位；單刀雙擲開關(guān)K置于b位；（2）$\frac{（{I}_{2}-{I}_{3}）{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；$\frac{（{I}_{1}-{I}_{3}）R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；$\frac{{I}_{3}R}{{I}_{2}-{I}_{3}}$

點評 本題考查了求電源電動勢、內(nèi)阻、待測電阻阻值，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用閉合電路歐姆定律即可正確解題．