Question

11．小明利用電阻箱和一塊電流表測(cè)量未知電阻R_x的阻值．他選擇了滿足這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖所示．
（1）為了測(cè)出電阻R_x的阻值，請(qǐng)?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線完成圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（2）請(qǐng)把小明的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
①先閉合開(kāi)關(guān)S₂，記錄電流表的示數(shù)為I后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)．
②閉合另一開(kāi)關(guān)，接下來(lái)的操作調(diào)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(shí)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(kāi)關(guān)S₁，電流表讀數(shù)為I₁，只閉合開(kāi)關(guān)S₂，電流表讀數(shù)為I₂，則待測(cè)電阻R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀．

Answer 1

分析 （1）（2）因?yàn)闆](méi)有電壓表，所以設(shè)計(jì)了并聯(lián)電路，通過(guò)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(cè)電阻R_x，根據(jù)這一思路完成實(shí)物圖的連接以及實(shí)驗(yàn)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(cè)電阻．

解答 解：（1）使R_x與電阻箱并聯(lián)，開(kāi)關(guān)S₁控制電阻箱所在的支路，開(kāi)關(guān)S₂控制R_x所在的支路，實(shí)物圖如下圖所示：

（2）①先閉合開(kāi)關(guān)S₂，記錄電流表的示數(shù)為I后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)．
②閉合另一開(kāi)關(guān)，并調(diào)節(jié)變阻箱，直至電流表讀數(shù)仍為I，讀出此時(shí)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?yàn)椴⒙?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(diào)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(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量待測(cè)電阻的阻值實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)物電路的連接，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)等內(nèi)容，同時(shí)還考查了等效替代法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．