Question

現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中有以下實(shí)驗(yàn)器材：一個(gè)輸出電壓恒定的穩(wěn)壓電源，一只電流表，兩個(gè)開關(guān)，導(dǎo)線若干和一個(gè)已知阻值的定值電阻R．工人利用這些器材設(shè)計(jì)了如圖18所示的實(shí)驗(yàn)電路來測定R_X的電阻值．請(qǐng)你幫助工人完成以下實(shí)驗(yàn)步驟，并寫出純電阻元件R_X的表達(dá)式．
Ⅰ、閉合開關(guān)S₁，斷開S₂，讀出電流表的示數(shù)為I₁；
Ⅱ、______，讀出電流表的示數(shù)為I₂；請(qǐng)用I₁、I₂和R表示R_X．R_X=______．

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)歐姆定律可知，要測未知電阻的阻值，就是想法設(shè)法測出電阻兩端的電壓和通過的電流；
由圖可知：當(dāng)閉合開關(guān)S₁，斷開S₂時(shí)，R與R_x串聯(lián)，讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓；
當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，電路為R_x的簡單電路，讀出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓；
聯(lián)立等式、解等式即可測出R_x的阻值．
解答：解：當(dāng)閉合開關(guān)S₁，斷開S₂，電阻R與R_x串聯(lián)，電流表測量串聯(lián)電路的電流，示數(shù)為I₁；
則電源電壓U=I₁（R+R_x）；
當(dāng)閉合開關(guān)S₁、S₂，電路中只有電阻R_x，電流表示數(shù)I₂為通過電阻R_x的電流；
則電源電壓U=I₂R_x；
∵電源電壓不變，
∴I₁（R+R_x）=I₂R_x；
∴通過化簡可得R_x的表達(dá)式R_x=．
故答案為：S₁、S₂均閉合；．
點(diǎn)評(píng)：利用電流表或電壓表來測量未知電阻的值是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中較難的題目，這類題要利用電源電壓相等，來列出兩個(gè)不同的電源電壓的表達(dá)式，對(duì)兩個(gè)表達(dá)式化簡，然后求待測電阻的阻值．