Question

【題目】某同學想測定電阻Rx的阻值，供選擇的器材有：一個電源(電壓不變、電壓數值未知)，一個已知電阻R0，電壓表（最大量程大于電源電壓），單刀雙擲開關，該同學根據如圖所示的電路進行實驗：

(1)要完成該實驗，請你寫出需要測量的物理量及操作步驟．

需要測量的物理量有_____________．

主要操作步驟：

①S與1連接，____________．

②S與2連接，___________．

(2)用題目給的、測量得到的物理量表示Rx=_________．

(3)如只將所提供的電壓表更換為一只電流表，請設計并畫出能夠測出Rx阻值的電路圖__________．

Answer 1

【答案】電源電壓U、R0兩端電壓U0 讀出此時電壓表的示數,即電源電壓U 讀出此時電壓表的示數，即R0兩端電壓U0 R0

【解析】

(1)[1]由圖可知，S與1連接，電路中只有R0，電壓表測量電源電壓;S與2連接，Rx與R0串聯，電壓表測量R0兩端電壓；

所以，需要測量的物理量有：電源電壓U、R0兩端的電壓U0；

主要操作步驟：

①[2]S與1連接，讀出此時電壓表的示數，即電源電壓U；

②[3]S與2連接，讀出此時電壓表的示數，即R0兩端電壓U0；

(2)[4]由步驟①測出了電源電壓U;在步驟②中，Rx與R0串聯，R0兩端電壓為U0；

則串聯電路中的電流：

I=；

由串聯電路的電壓特點可知，待測電阻兩端的電壓：

Ux=UU0，

則待測電阻的阻值：

Rx== =R0；

(3)[5]只將所提供的電壓表更換為一只電流表，由于電源電壓未知，所以可通過單刀雙擲開關只讓R0接入電路，測出電路中的電流，根據歐姆定律求出電源電壓;再通過單刀雙擲開關讓兩個電阻串聯，測出此時電路中的電流，根據歐姆定律求出總電阻;最后利用串聯電路的電阻特點求出待測電阻Rx的阻值，設計的電路圖如圖所示：