Question

為了測(cè)定待測(cè)電阻R_x的阻值，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材是：一個(gè)電源（兩極間電壓保持不變，但電壓數(shù)值未知），一個(gè)已知阻值為R的定值電阻，一個(gè)待測(cè)電阻（用R_x表示），一只電流表，一個(gè)單刀雙擲開關(guān)和若干導(dǎo)線．
（1）小明同學(xué)用以上器材設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)你根據(jù)電路圖寫出測(cè)定R_x的主要的實(shí)驗(yàn)步驟：（用適當(dāng)?shù)淖帜副硎緶y(cè)定的物理量）
①______．
②______．
（2）用你測(cè)得的物理量和已知量R表示待測(cè)電阻R_x=______．
（3）若在給出的器材中只將其中的一只電流表改為一只電壓表，請(qǐng)你重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖（連好電路后不能再改變接線），測(cè)量待測(cè)電阻R_x的阻值（將實(shí)驗(yàn)電路圖畫在右邊的虛線框內(nèi)，不需要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟）

Answer 1

【答案】分析：（1）因?qū)嶒?yàn)器材中沒有電壓表，可以利用并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)設(shè)計(jì)電路圖；根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可知，當(dāng)S接1時(shí)，電流表測(cè)干路電流，當(dāng)S接2時(shí)電流表測(cè)通過(guò)定值電阻的電流；然后根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出流過(guò)待測(cè)電阻的電流，利用電源的電壓不變得出等式即可求出待測(cè)電阻的阻值，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和得出表達(dá)式．
（2）只有一個(gè)電壓表，可以根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)設(shè)計(jì)電路圖；即兩電阻串聯(lián)，電壓表分別測(cè)出定值電阻兩端的電壓和電壓的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出待測(cè)電阻兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)得出等式即可求出待測(cè)電阻的阻值，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．
解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)步驟是：
①將S擲向1，讀出電流表讀數(shù)為I₁；
②將S擲向2，讀出電流表讀數(shù)為I₂．
（2）由實(shí)驗(yàn)步驟及電路圖知，I₂是流過(guò)定值電阻R的電流，則電源電壓U=I₂R；
電流I₁是流過(guò)定值電阻與待測(cè)電阻的總電流，則I_x=I₁-I₂；
∵電源的電壓不變，
∴I_xR_x=（I₁-I₂）R_x=I₂R，
解得：R_x=．
（3）定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián)，先用電壓表測(cè)定值電阻電壓，求出電路電流；
然后再測(cè)電源的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出待測(cè)電阻電壓，由歐姆定律求出待測(cè)電阻阻值，電路圖如下圖所示：

故答案為：（1）①將S擲向1，讀出電流表讀數(shù)為I₁；②將S擲向2，讀出電流表讀數(shù)為I₂；
（2）；
（3）如上圖所示．
點(diǎn)評(píng)：沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測(cè)電阻；沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測(cè)電阻．