Question

某同學欲用下列器材測量一電阻絲的電阻R_x：電源E、電流表、電壓表各一只、滑動變阻器R、電阻箱R_p、開關、導線若干．他設計的電路圖如圖（a）所示．
（1）請按電路圖在實物圖（b）上連線（要求閉合S₁前，滑動變阻器的滑動觸頭P處于正確的位置）；
（2）考慮到電流表、電壓表是非理想電表，他進行了如下的實驗步驟，請補充完整：先閉合S₁，斷開S₂，調節(jié)R和R_P，使電流表和電壓表指針均有合適偏轉，記下此時兩表示數(shù)分別為I₁、U₁；保持

 

的阻值不變，再閉合S₂，記下電流表和電壓表示數(shù)分別為I₂、U₂．
（3）寫出被測電阻R_x的表達式：R_x=

 

（用I₁、U₁、I₂、U₂表示）．
（4）此實驗中電流表、電壓表是非理想電表，被測電阻的測量值

 

真實值（選填“大于”、“等于”、“小于”）．
（5）用圖（a）電路

 

測出電壓表的內阻（填“不能”或“能”）．

Answer 1

分析：該實驗中，有效的克服了由于電壓表的分流造成的誤差，根據第一次測量讀數(shù)可以計算出R_p電壓表并聯(lián)的阻值為R1=

U1

I1

，根據第二讀數(shù)可以求出R_p、電壓表、R_x的并聯(lián)值為R2=

U2

I2

，由此根據并聯(lián)電路知識可以求出R的電阻R_x以及電壓表的內阻大小．

解答：解：①實物圖連線如圖所示．

②在兩次測量中，要把滑動變阻器當做定值電阻使用，使用要保持R_P不變；
③根據第一次測量讀數(shù)可以計算出R_p電壓表并聯(lián)的阻值為：
R1=

U1

I1

     ①
根據第二讀數(shù)可以求出R_p、電壓表、R_x的并聯(lián)值為：
R2=

U2

I2

    ②
根據并聯(lián)電路特點為：R2=

R1Rx

R1+Rx

   ③
聯(lián)立①②③解得：Rx=

U1U2

U1I2-U2I1

④該實驗中，有效的克服了由于電壓表的分流造成的系統(tǒng)誤差，因此被測電阻的阻值等于真實值．
⑤根據電路的并聯(lián)知識同理可以求出電壓表的內阻．
故答案為：（1）實物圖連線如右圖所示．
（2）R_p                       
（3）

U1U2

U1I2-U2I1

               
（4）等于                      
（5）能

點評：無論是電學實驗還是力學實驗，明確實驗原理都是解答實驗問題的關鍵，同時要熟練應用所學基礎物理知識解答實驗問題．