Question

4．小明準備測一個未知電阻R_x的阻值．在所需實驗器材中發現電壓表壞了，滑動變阻器的阻值變化范圍是0～20Ω，電源電壓未知但恒定．于是他設計了如圖所示的實驗電路．
（1）當S₁、S₃閉合時，不能（填“能”或“不能”）將滑動變阻器的滑片調至最左端，理由是：當滑片滑到最左端時電路形成了短路．
（2）請按他設計的電路圖寫出測定未知電阻R_x的實驗步驟：①將滑動變阻器的滑片調至最右端，閉合開關S₁、S₃，讀出電流表示數I₁
②斷開開關S₁，再閉合開關S₂，讀出電流表示數I₂．
（3）用所測量的物理量，寫出R_x的數學表達式：$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$×20Ω．

Answer 1

分析 （1）連接電路的電路要注意避免短路；
（2）（3）在沒有電壓表的情況下，電流表和定值電阻（變阻器的滑片置于阻值最大處）應起到電壓表的作用；分別將變阻器的最大阻值和待測電阻接入電路，據歐姆定律求出R_x的大小．

解答 解：（1）當將滑動變阻器的滑片調至最左端，S₁、S₃閉合時會形成短路，所以不能將滑動變阻器的滑片調至最左端；
（2）實驗步驟：
①將滑動變阻器的滑片調至最右端，閉合開關S₁、S₃，讀出電流表示數I₁
②斷開開關S₁，再閉合開關S₂，讀出電流表示數I₂
（3）在①中，根據歐姆定律，電源電壓U=I₁×20Ω，因電源電壓不變，在②中，待測電阻大小R₂=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$×20Ω．
故答案為：（1）不能； 當滑片滑到最左端時電路形成了短路；
（2）①將滑動變阻器的滑片調至最右端，閉合開關S₁、S₃，讀出電流表示數I₁
②斷開開關S₁，再閉合開關S₂，讀出電流表示數I₂．
（3）$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$×20Ω．

點評 本題主要考查在沒有電壓表的情況下，實驗操作中應注意的事項及設計實驗方案的能力，屬于中等難度的題目．