Question

小凱同學現有如下器材：一個電源（兩極間電壓保持不變，但電壓數值未知），一個定值電阻R₀，一個待測電阻R_x，一個電壓表（最大量程大于電源電壓），一個單刀雙擲開關，導線若干，他用這些器材測R_x的阻值，方法如下：
（a）按如圖電路連接好了實物元件．
（b）將開關接觸點1時，測出R₀兩端的電壓為U₀，則I_x=I₀=

U0

R0

；
（c）將開關接觸點2時，測出R_x兩端的電壓為U_x，則R_x=

Ux?R0

U0

；
（1）請你觀察電路圖和分析小凱的實驗步驟，看一看有沒有缺陷，若有，請你幫他指出：

 

．
（2）用原有器材，請把你設計的實驗電路圖畫在方框內，并寫出你的實驗步驟．
步驟：（a）

 

；
（b）

 

；
（c）

 

．

Answer 1

分析：（1）分析電路圖，當開關接觸點1時，若電壓表的正負接線柱正確，當開關接觸點2時，電壓表的正負接線柱就接反了；
（2）將電壓表與開關串聯后，再與R₀并聯，開關的靜觸片（左端）與電壓表相連，觸點1接在R₀和R_x中間，觸點2接在R_x另一端，然后當開關的動觸片分別接在觸點1、2上時，讀出電壓表的示數，利用歐姆定律和串聯電路的分壓關系求解．

解答：解：（1）分析電路圖，開關接觸點1和2時，其中一次電壓表的正負接線柱接反；
（2）改正電路圖右圖所示，
實驗步驟：（a）按電路圖連接好實物圖．
（b）將開關接觸點1時，測出R₀兩端的電壓為U₀，則I_x=I₀=

U0

R0

；
（c）將開關接觸點2時，測出電源兩端的電壓為U，
Ix=I0，  即：

UX

RX

=

U0

R0

，
∴

U-U0

RX

=

U0

R0

，
Rx=

(U-U0)R0

U0

．
故答案為：（1）開關接觸點1和2時，其中一次電壓表的正負接線柱接反；
（a）按電路圖連接好實物圖；
（b）將開關接觸點1時，測出R₀兩端的電壓為U₀，則I_x=I₀=

U0

R0

；
（c）將開關接觸點2時，測出電源兩端的電壓為U．

點評：本題考查了電壓表的使用、串聯電路的分壓關系、歐姆定律．涉及到電路動態分析、電路圖設計、實驗方案設計，屬于難題．