Question

为了测量一个阻值约为20Ω的电阻R_x的阻值，现提供以下器材：
电流表A，量程为100mA，其内阻约为20Ω；电源E，电动势约为6v，其内阻可忽略；电阻箱R₁，最大阻值999.9Ω；滑动变阻器器R₂，最大阻值约为20Ω；单刀单掷开关S₁一个；单刀双掷开关S₂一个；导线若干．
（1）请在下图1虚线方框中画出测量Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题中相对应的英文字母标注）

（2）根据你所画的电路原理图在图2所给的实物上画出连线．
（3）在下面的空格中填写出必要的实验步骤，并用已知量和测量量在⑤中表示出实验结论．
①按原理图连接电路．
②

 

．
③

 

．
④

 

．
⑤结论为

 

．

Answer 1

分析：（1）实验原理是用等效替代法测量待测电阻R_x，即用电阻箱代替电阻R_x，滑动变阻器采用分压式接法；
（2）对照电路图，连接实物图即可；
（3）实验原理是用电阻箱等效代替电阻R_x测量电阻，根据原理设计实验步骤即可．

解答：解：（1）实验原理是用等效替代法测量待测电阻R_x，即用电阻箱代替电阻R_x后，电路中各个部分的电流和电压不变；为便于测量多组数据，滑动变阻器采用分压式接法；电路图如图所示：

（2）对照电路图，连接实物图，注意滑动变阻器的一上两下接法，如图所示：

（3）实验步骤如下：
①按原理图连接电路．
②将R₂的滑动端移至最左端，闭合开关S₁；
③将S₂接至a，调节R₂，使电流表的示数达到较大的某一个值；
④将S₂接至b，调节R₁，使电流表的示数与③中相同，记下此时R₁的读数．
⑤实验原理是用电阻箱等效代替电阻R_x测量电阻，即用电阻箱等效代替电阻R_x后电流和电压都不变，故R_x=R₁
故答案为：
（1）如图所示；
（2）如图所示；
（3）②将R₂的滑动端移至最左端，闭合开关S₁；
③将S₂接至a，调节R₂，使电流表的示数达到较大的某一个值；
④将S₂接至b，调节R₁，使电流表的示数与③中相同，记下此时R₁的读数；
⑤结论：R_x=R₁．

点评：本题是用替代法测量待测电阻，关键是要设计电路用电阻箱代替待测电阻，不难．