Question

11．小明利用電阻箱和一塊電流表測量未知電阻R_x的阻值．他選擇了滿足這個實驗要求的器材，并連接了部分實驗電路，如圖所示．
（1）為了測出電阻R_x的阻值，請?zhí)砑右桓鶎Ь€完成圖所示的實驗電路的連接．
（2）請把小明的實驗步驟補充完整：
①先閉合開關S₂，記錄電流表的示數(shù)為I后斷開開關．
②閉合另一開關，接下來的操作調節(jié)變阻箱，直至電流表讀數(shù)電流表示數(shù)仍為I，讀出此時的變阻箱讀數(shù)R₀．
③R_x的阻值的阻值為R₀．
（3）若把圖中電阻箱換成阻值已知的定值電阻R₀，只閉合開關S₁，電流表讀數(shù)為I₁，只閉合開關S₂，電流表讀數(shù)為I₂，則待測電阻R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀．

Answer 1

分析 （1）（2）因為沒有電壓表，所以設計了并聯(lián)電路，通過使兩支路電流相等，并用等效替代法使電阻箱接入電路的阻值等于待測電阻R_x，根據(jù)這一思路完成實物圖的連接以及實驗步驟．
（3）若把圖中電阻箱換成阻值已知的定值電阻R₀，根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等以及歐姆定律表示出待測電阻．

解答 解：（1）使R_x與電阻箱并聯(lián)，開關S₁控制電阻箱所在的支路，開關S₂控制R_x所在的支路，實物圖如下圖所示：

（2）①先閉合開關S₂，記錄電流表的示數(shù)為I后斷開開關．
②閉合另一開關，并調節(jié)變阻箱，直至電流表讀數(shù)仍為I，讀出此時的變阻箱讀數(shù)R₀．
③R_x的阻值的阻值等于變阻箱讀數(shù)R₀．
（3）因為并聯(lián)電路兩端電壓相等，由I=$\frac{U}{R}$可知：
U₀=U_x
I₁R₀=I₂R_x
R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀．
故答案為：（2）①S₂；②調節(jié)變阻箱；電流表示數(shù)仍為I；變阻箱讀數(shù)R₀；③R₀；（3）$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀．

點評 此題是測量待測電阻的阻值實驗，考查了實物電路的連接，實驗步驟的設計等內容，同時還考查了等效替代法在實驗中的應用．