题目内容
【题目】某同学想测定电阻Rx的阻值,供选择的器材有:一个电源(电压不变、电压数值未知),一个已知电阻R0,电压表(最大量程大于电源电压),单刀双掷开关,该同学根据如图所示的电路进行实验:
(1)要完成该实验,请你写出需要测量的物理量及操作步骤.
需要测量的物理量有_____________.
主要操作步骤:
①S与1连接,____________.
②S与2连接,___________.
(2)用题目给的、测量得到的物理量表示Rx=_________.
(3)如只将所提供的电压表更换为一只电流表,请设计并画出能够测出Rx阻值的电路图__________.
【答案】电源电压U、R0两端电压U0 读出此时电压表的示数,即电源电压U 读出此时电压表的示数,即R0两端电压U0 R0
【解析】
(1)[1]由图可知,S与1连接,电路中只有R0,电压表测量电源电压;S与2连接,Rx与R0串联,电压表测量R0两端电压;
所以,需要测量的物理量有:电源电压U、R0两端的电压U0;
主要操作步骤:
①[2]S与1连接,读出此时电压表的示数,即电源电压U;
②[3]S与2连接,读出此时电压表的示数,即R0两端电压U0;
(2)[4]由步骤①测出了电源电压U;在步骤②中,Rx与R0串联,R0两端电压为U0;
则串联电路中的电流:
I=;
由串联电路的电压特点可知,待测电阻两端的电压:
Ux=UU0,
则待测电阻的阻值:
Rx== =R0;
(3)[5]只将所提供的电压表更换为一只电流表,由于电源电压未知,所以可通过单刀双掷开关只让R0接入电路,测出电路中的电流,根据欧姆定律求出电源电压;再通过单刀双掷开关让两个电阻串联,测出此时电路中的电流,根据欧姆定律求出总电阻;最后利用串联电路的电阻特点求出待测电阻Rx的阻值,设计的电路图如图所示: