题目内容

12.小华手边没有电流表她想利用一只电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻RX的阻值.小华选择了满足实验要求的器材,并连接了部分电路,如图所示,.在只允许接一次电路的情况下,小华完成了该实验.
(1)请你根据要求,用笔画线代替导线来完成实验电路的连接(导线不许交叉).
(2)写出你所设计的电路的主要测量步骤:a、当闭合开关S1断开开关S2,电路是串联电路,电压表测R0两端的电压,则电压表的示数为U1;
b、闭合开关S1、S2时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,则电压表的示数为U2.
(3)请你用所测的物理量和电阻R0的阻值表示电阻Rx的阻值,则Rx=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}$R0.

分析 (1)通过题意分析,用一块电压表来测量电阻Rx是要通过开关的通断来改变电路的性质,从而表示出Rx两端的电压和它的电流,再利用欧姆定律求出电阻.因此,开关S2要与Rx并联,电压表应与R0并联;
(2)当开关S2断开时,电路为串联电路,电压表测R0两端的电压;当开关S2闭合时,电路中只有R0工作,电压表测电源的电压;
(3)根据串联电路的特点结合欧姆定律得出等式,即可得出Rx的表达式.

解答 解:(1)由题意可知,开关S2与Rx并联,电压表与R0并联,如下图所示;

(2)实验步骤:
a、当闭合开关S1断开开关S2,电路是串联电路,电压表测R0两端的电压,则电压表的示数为U1;
b、闭合开关S1、S2时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,则电压表的示数为U2;
(3)Rx两端的电压:Ux=U2-U1,
因为串联电路各处的电流相等,故有
$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{x}}$
解得:Rx=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}$R0.
故答案为:(1)见上图;(2)a、当闭合开关S1断开开关S2,电路是串联电路,电压表测R0两端的电压,则电压表的示数为U1;b、闭合开关S1、S2时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,则电压表的示数为U2;(3)$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}$R0.

点评 本题考查学生识别电路和设计电路的能力,会根据要求连接实物电路,并会熟练应用串联电路的特点和欧姆定律是解决本题的关键.

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