Question

6．張麗同學在“探究性實驗室”測量未知電阻R_x．使用的器材有：電源E；適當量程的電流表、電壓表；滑動變阻器R；電阻箱R₀；開關S₁、S₂；導線若干．為減少電表對測量結果的影響，設計出如甲圖電路．具體實驗操作如下：先斷開S₂，閉合S₁，調節(jié)R和R₀，使電流表和電壓表有適當讀數I₁、U₁；再保持R₀不變，閉合S₂，記下電流表和電壓表的示數I₂、U₂．
（1）請對照電路圖連接實物（導線不得交叉）
（2）請推導被測電阻R_x的表達式（用物理符號表示）
推導過程：

Answer 1

分析 （1）根據電路圖連接實物圖，從電源的正極出發(fā)，一個一個的連接，逐條支路連接，注意電表的正負接線柱，并避免導線交叉，可保準確無誤
（2）本實驗只有電流和電壓兩種數據，應考慮部分電路歐姆定律，并結合電阻的計算公式解決．

解答 解：（1）根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

（2）先閉合S₁，斷開S₂，調節(jié)R和R_P，使電流表和電壓表示數合理，記下兩表示數為I₁，U₁；設電壓表內阻為R_v，則$\frac{{I}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{1}{{R}_{P}}$+$\frac{1}{{R}_{V}}$，
再保持R_P不變，閉合S₂，記下電流表和電壓表示數為I₂、U₂，則$\frac{{I}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{1}{{R}_{P}}$+$\frac{1}{{R}_{V}}$+$\frac{1}{{R}_{X}}$，則：R_x=$\frac{{U}_{1}{U}_{2}}{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}$；
故答案為：（1）實物電路圖如圖所示；（2）R_x=$\frac{{U}_{1}{U}_{2}}{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}$；推導過程如上所述．

點評 電路設計和實物圖連接是學生應掌握的基本功，學生應加強練習，整理被求量的表達式是學生的能力問題，學生應能根據器材推知實驗原理并進而推出被求量的表達式，此外，任何實驗一般均要考慮其誤差來源，需要養(yǎng)成分析誤差的習慣．