题目内容
【题目】小明要测量一个阻值约为200Ω的电阻Rx的阻值,实验室中提供的器材有:
2节完全相同的旧干电池,两个开关S1、S2,导线若干。另外还有可供选择的器材:
A.电压表V1(量程0﹣3V)
B.电压表V2(量程0﹣15V)
C.定值电阻R1(阻值5Ω)
D.定值电阻R2(阻值800Ω)
请你帮助小明设计实验,精确测量(见小贴士)Rx的阻值
(1)你选择的器材是_____(填写字母序号);
(2)画出实验电路图_______
(3)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量________
(4)写出待测电阻Rx的字母表达式_____(用己知量和测量量表示)。
小贴士:为使读数更准确,常常在测量时要求电表示数必须超过量程的一半。
【答案】A、D
①闭合S1、S2,记下电压表示数U;②再断开S1,记下电压表示数U2
×800Ω
【解析】
(1)(2)没有电流表,故电压表和已知电阻应起到电流表的测量作用,将待测电阻和已知电阻串联;根据电源为2节完全相同的旧干电池确定电源电压小于3V;根据待测电阻大小和测量时要求电表示数必须超过量程的一半,结合串联电路的分压原理,确定选用的电压表和选用的定值电阻大小,为测量出电源电压大小,将开关S1与待测电阻并联,据此确定选用的器材、画出电路图;
(3)先测量出电源电压,再测量出两电阻串联时定值电阻的电压;
(4)根据串联电路的规律和欧姆定律得出待测电阻Rx的字母表达式。
(1)2节完全相同的旧干电池,电源电压小于3V,故选用电压表V1(0-3V);测量时要求电表示数必须超过量程的一半,因待测电阻约为200Ω,根据串联电路的分压原理,故选用电压表V1(0-3V)与较大的电阻R2并联;为测量出电源电压,将开关S1与待测电阻并联,(若选用定值电阻R1电阻,因这个电阻太小,则两次电压表示数基本相同),故选用的器材是A、D;
(2)待测电阻与R2串联,开关S1与待测电阻并联,开关S2与控制整个电路,电压表与待测电阻并联,如下图所示:
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(3)实验步骤:①闭合S1、S2,记下电压表示数U;②再断开S1,记下电压表示数U2;
(4)在①中,待测电阻短路,故电源电压为U;在②中,两电阻串联,由欧姆定律,电路中的电流:
,根据串联电路的规律和欧姆定律,待测电阻:
。