Question

查子威同學現有如下器材：一個電源（電壓保持不變但數值未知），一個定值電阻R，一個待測電阻R_x，一個電壓表（最大量程大于電源電壓），三個開關，導線若干，他用這些器材測R_x的阻值．
實驗方案如下：
（a）按電路圖連接好實物；
（b）只將S、S₁閉合時，測出R兩端的電壓為U，則I_x=I=；
（c） 只將S、S₂閉合時，測出R_x兩端的電壓為U_x，則R_x=；
（1）請你根據電路圖分析查子威同學的實驗方案，寫出他的實驗過程中會出現的問題：______．
（2）按照下列實驗步驟，使用原有器材重新設計實驗，請把你的電路圖畫在方框內，并寫出實驗結果．
（a）只將S、S₁閉合時，讀出電壓表的示數為U₁；
（b）只將S、S₂閉合時，讀出電壓表的示數為U₂，則R_x=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）分析電路圖，當閉合開關S₁時，若電壓表的正負接線柱正確，則當閉合開關S₂時，電壓表的正負接線柱就接反了；
（2）利用兩個開關S與S₁或S與S₂閉合時，將電壓表先與R（或與R_x）并聯(lián)，測量一個電阻的電壓，然后再測量它們串聯(lián)后的總電壓，然后利用歐姆定律和串聯(lián)電路的分壓關系寫出實驗結果．
解答：解：（1）由電路圖可知，若閉合S與S₁時，電流是從電壓表的正接線柱流入，
則當閉合S與S₂時，電壓表的正負接線柱接反了；所以他的實驗方法不對，
原因是電壓表的“+”“-”接線柱不能滿足要求；
故答案為：會出現電壓表正負接線柱接反．
（2）使用原有器材重新設計實驗，電路圖如右圖所示，則：
電壓表示數U₁為R兩端的電壓，U₂為串聯(lián)電路的總電壓；
∴Ux=U₂-U₁，Ix=I=，
∴Rx===．
故答案為：電路圖如圖所示；．
點評：本題考查了電壓表的使用、串聯(lián)電路的分壓關系、歐姆定律．涉及到電路動態(tài)分析、電路圖設計、實驗結果的推導，屬于難題．