题目内容
小明为了测量未知电阻RX的阻值,他选用了以下器材,电压表一只,定值电阻(R0)一只,电源(电压未知),待测电阻RX,开关一只,导线若干.请你帮助小明设计一个测RX的方案.
(1)画出电路图,并简述实验步聚.
(2)推导出RX的表达式(要有过程).
(1)画出电路图,并简述实验步聚.
(2)推导出RX的表达式(要有过程).
分析:(1)把定值电阻与待测电阻串联,电压表测待测电阻两端电压,开关与定值电阻并联;
按电路图连接实物图;开关断开,记下电压表的示数;开关闭合,记下电压表的示数;然后根据欧姆定律列方程计算;
(2)根据实验所测数据,由串联电路的特点及欧姆定律列方程,然后解方程,求出待测电阻的阻值.
按电路图连接实物图;开关断开,记下电压表的示数;开关闭合,记下电压表的示数;然后根据欧姆定律列方程计算;
(2)根据实验所测数据,由串联电路的特点及欧姆定律列方程,然后解方程,求出待测电阻的阻值.
解答:解:(1)把定值电阻与待测电阻串联,电压表测待测电阻两端电压,开关与定值电阻并联,电路图如图所示;
实验步骤:①根据电路图连接实物图;
②断开开关,读出电压表示数U1;
③闭合开关,读出电压表示数U2;
④由串联电路特点及欧姆定律列方程;
⑤解方程,求出待测电阻值.
(2)设电源电压为U,开关S断开时,定值电阻与待测电阻串联,
由串联电路特点及欧姆定律得:U=U1+
R0 ①,
开关S闭合时,定值电阻被短路,只有待测电阻接在电源两端,
电压表测电源电压,U=U2 ②,
由①②解得:RX=
.
故答案为:RX=
.
实验步骤:①根据电路图连接实物图;
②断开开关,读出电压表示数U1;
③闭合开关,读出电压表示数U2;
④由串联电路特点及欧姆定律列方程;
⑤解方程,求出待测电阻值.
(2)设电源电压为U,开关S断开时,定值电阻与待测电阻串联,
由串联电路特点及欧姆定律得:U=U1+
U1 |
RX |
开关S闭合时,定值电阻被短路,只有待测电阻接在电源两端,
电压表测电源电压,U=U2 ②,
由①②解得:RX=
U1R0 |
U2-U1 |
故答案为:RX=
U1R0 |
U2-U1 |
点评:本题是一道实验设计题,对中学生来说有一定的难度,解题时应根据实验目的及所给的实验器材设计实验电路;求待测电阻阻值时,要明确各电路元件的连接方式,灵活应用串联电路的特点及欧姆定律.
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