Question

有一电源和电阻连接组成的装置，只有M、N两个接线柱可供使用，如图所示，装置内电源的电压和电阻的阻值均未知，现要求测定此装置内电阻的阻值R．

（1）下列器材中：
a、一个未知最大阻值的滑动变阻器；
b、一个标有额定电压的灯泡；
c、一个已知阻值为R的定值电阻；
d、一个量程合适的电流表；
e、一个单刀双掷开关：“”
根据你设计的方法，必须选用的器材是______（填字母）．
（2）简要说明测量方法，并写出需要测量的物理量（用字母表示），并画出电路图．
（3）写出计算电阻阻值的表达式：R=______．

Answer 1

【答案】分析：要求未知电阻的阻值，根据欧姆定律可知只需测出两端的电压和电流即可，但实验器材中没有电压表，所以可以通过串联电路的电压规律，利用已知的电阻求出两端电压．
解答：解：（1）经分析可知，要选择的实验器材是：一个已知阻值为R的定值电阻，一个量程合适的电流表，一个单刀双掷开关，
即c、d、e；
（2）用电流表测出R和R串联时的电流I₁；用电流表测出只接R时的电流I₂；
根据欧姆定律和串联电路的电压和电流规律分析，电路图如下：

（3）当开关与R连接时，电流为I₁，电源电压U=I₁（R+R）；
只接R时的电流为I₂，电源电压U=I₂R；
则I₁（R+R）=I₂R，
即R=．
点评：此类实验设计问题考查很全面，要学会选择实验器材，根据实验器材设计合理电路，根据串联电路的电流和电压规律分析求解．