Question

在測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，曉彤同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中R₀為已知電阻，電源電壓未知且保持不變．

（1）請(qǐng)你幫助曉彤設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)步驟：
被測(cè)電阻的表達(dá)式為Rx=

 

．
（2）小雪認(rèn)為曉彤的方案雖然可以測(cè)量電阻R_x的阻值，卻有一定的不足，請(qǐng)你指出曉彤方案中的不足指出．
（3）小雪為了克服上述不足，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，小南認(rèn)為圖乙的方案不能滿足測(cè)量要求．請(qǐng)你利用圖乙所示的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求既能克服上述不足，又能測(cè)出電阻R_x的阻值．將你設(shè)計(jì)的電路圖畫(huà)在圖丙虛線方框內(nèi)．

Answer 1

分析：（1）要測(cè)量電阻阻值，需要測(cè)出電阻兩端電壓與通過(guò)電阻的電流，然后應(yīng)用歐姆定律求出電阻阻值；分析圖示電路圖，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題．
（2）根據(jù)能否多次測(cè)量減小誤差進(jìn)行分析．
（3）定值電阻、滑動(dòng)變阻器以及被測(cè)電路串聯(lián)連接，滑動(dòng)變阻器可以起到多次測(cè)量的作用，通過(guò)開(kāi)關(guān)S₁、S₂的通斷控制電壓表測(cè)量的對(duì)象，不僅可以做到多次測(cè)量，還可以測(cè)量被測(cè)電阻的阻值．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂，只有電阻R_x接入電路，電壓表測(cè)電源電壓U；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R_x兩端電壓U_x，由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和歐姆定律可以求出電路中的電流，即I=

U-Ux

R0

；
③被測(cè)電阻的表達(dá)式：R_x=

UX

I

=

Ux

U-Ux

R₀．
（2）測(cè)量的數(shù)據(jù)只有一組，不能減小誤差．
（3）使被測(cè)電阻、定值電阻、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合時(shí)，電壓表測(cè)量被測(cè)電阻和定值電阻兩端電壓，當(dāng)開(kāi)關(guān)S₂閉合，S₁斷開(kāi)時(shí)，電壓表測(cè)量被測(cè)電阻兩端電壓，如下圖所示：

故答案為：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂，只有電阻R_x接入電路，電壓表測(cè)電源電壓U；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R_x兩端電壓U_x，由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和歐姆定律可以求出電路中的電流，即I=

U-Ux

R0

；
③被測(cè)電阻的表達(dá)式：R_x=

UX

I

=

Ux

U-Ux

R₀．
（2）測(cè)量的數(shù)據(jù)只有一組，不能減小誤差．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了測(cè)電阻阻值問(wèn)題，要測(cè)電阻阻值，需要測(cè)出待測(cè)電阻兩端電壓與通過(guò)電阻電流，分析清楚圖示電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題．