Question

2．用如圖所示的電路準(zhǔn)確測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值．器材：待測(cè)電阻Rx（約為一百歐左右）、直流電源（已知電動(dòng)勢(shì)為E=9V，內(nèi)阻r較小但不為零且未知，該電池允許輸出的最大電流為100mA）、滑動(dòng)變阻器R（總阻值200Ω）、理想電流表A（量程100mA）、單刀單擲開關(guān)S₁、單刀雙擲開關(guān)S₂、導(dǎo)線若干．
（1）實(shí)驗(yàn)室備有如下幾種規(guī)格的定值電阻，則本實(shí)驗(yàn)選用最好的定值電阻R₀是C
（A）10Ω  （B）50Ω  （C）150Ω   （D）500Ω
（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)補(bǔ)充完整．
①閉合S₁前，滑動(dòng)變阻器的滑片處于b端；
②閉合S₁，將S₂接到接線柱1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)I₁；
③保持變阻器阻值不變，將S₂接到接線柱2，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)I₂．
（3）計(jì)算Rx的表達(dá)式是Rx=${R_0}-\frac{{E（{I_1}-{I_2}）}}{{{I_1}{I_2}}}$（用上述已知物理量和實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物理量表示）．

Answer 1

分析 本題中沒有電壓表，不能用伏安法測(cè)量電阻，可以運(yùn)用比較法進(jìn)行設(shè)計(jì)，將待測(cè)電阻與定值電阻分別接入電路，保持變阻器的接入電路的電阻不變，讀出電流，根據(jù)閉合電路歐姆定律得到待測(cè)電阻．

解答 解：①電流表的量程是100mA，若選用滑動(dòng)變阻器R₁，總阻值200Ω，要使電流小于100mA；則電路中電阻最小$\frac{9}{0.1}$應(yīng)為：
R=$\frac{E}{I}$=$\frac{9}{0.1}$=90Ω，即滑定值電阻阻值應(yīng)大于70Ω；故選擇C最合適；
②①閉合開關(guān)前，應(yīng)使電路中電流最��；故滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)接在b端；
②、閉合S₁，將S₂接到接線柱1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表A有較大的示數(shù)，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)I₁；
③、保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不動(dòng)，將S₂接到接線柱2，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)I₂．
③根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
   閉合S₁時(shí)：E=I₁（R_x+R₂）
   閉合S₂時(shí)：E=I₂（R₀+R₂）
解得：${R_0}-\frac{{E（{I_1}-{I_2}）}}{{{I_1}{I_2}}}$．
故答案為：（1）C；（2）b端，變阻器阻值；（3）${R_0}-\frac{{E（{I_1}-{I_2}）}}{{{I_1}{I_2}}}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻的測(cè)量方法，要注意該實(shí)驗(yàn)中采用比較的方法設(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路，若是電阻箱，可以運(yùn)用等效替代的方法設(shè)計(jì)．