Question

19．小明同學用如圖甲所示的電路來測量一個未知電阻R_x的阻值：

（1）請用筆畫線代替導線將甲圖電路連接完整（要求將變阻器滑片置于最右端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大）；
（2）當滑動變阻器的滑片置于某一位置時，電壓表示數(shù)為1.5V，電流表示數(shù)如圖乙所示，則R_X=5Ω；
（3）小明同學又設計了如圖丙所示的電路測量該未知電阻R_X的阻值，其中R₀是阻值已知的定值電阻，請將下面的實驗步驟補充完整：
①閉合S和S₁，用電壓表測出電源電壓U；
②閉合S，斷開S₁，用電壓表測出未知電阻R_X兩端電壓記為U_X；
③請用測量值U、U_X和已知電阻R₀來表示未知電阻R_X=$\frac{{U}_{1}}{U-{U}_{1}}{R}_{0}$．

Answer 1

分析 （1）變阻器應串聯(lián)在電路中，且要一上一下接線柱進行連接，滑片置于最右端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，據(jù)此連接；
（2）明確電流表的量程和分度值，讀出示數(shù)，再利用歐姆定律的變形公式計算電阻的大��；
（3）由電路圖可知，當開關(guān)S、S₁均閉合時電路為R_x的簡單電路，電壓表測電源的電壓；當開關(guān)S閉合、S₁斷開時，R₀、R_x串聯(lián)，電壓表測R_x兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點和定值電阻的阻值求出R_x的阻值，據(jù)此設計實驗步驟得出結(jié)果．

解答 解：
（1）滑動變阻器要起到調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓的目的需與定值電阻串聯(lián)，滑片右滑接入電阻變大，所以應將其左下角的接線柱接入電路，如圖所示：

（2）讀圖可知，電流表的量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，則電流表的示數(shù)為0.3A．
由公式I=$\frac{U}{R}$得，
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；
（3）實驗步驟：
①閉合開關(guān)S、S₁，用電壓表測出電源的電壓U；
②閉合開關(guān)S、斷開S₁，用電壓表測出待測電阻R_x兩端的電壓為U₁；
③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓：
U₀=U-U_x=U-U₁，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}}$，即$\frac{U-{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{x}}$，
解得：R_x=$\frac{{U}_{1}}{U-{U}_{1}}{R}_{0}$．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）5；
（3）①閉合S，斷開S₁；②閉合開關(guān)S、S₁；③$\frac{{U}_{1}}{U-{U}_{1}}{R}_{0}$．

點評 本題考查了實物圖的連接和電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應用、串聯(lián)電路的特點等，關(guān)鍵是知道有電壓表、無電流表時可根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電壓特點進行設計實驗．