Question

14．某同学利用如图的电路来测量一未知电阻R_x．

（l）请用笔画线代替导线，将图1中实物电路连接完整．
（2）闭合开关后，当滑动变阻器的滑片向左移动到某一位置时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数如图2所示，则，I=0.3A，R_x=4Ω．
（3）该同学又设计了如图3所示的测量电路，同样可以测量未知电阻R_x，其中R₀是定值电阻．请在空格内把实验
步骤补充完整，
①断开S₁，闭合S₂，用电流表测出R_X和R₀串联时电流I；
②闭合S₁、S₂，用电流表测出电流I₁；
③请用测量值I和I₁，已知量R₀来表达R_x=$\frac{（{I}_{1}-I）{R}_{0}}{I}$．

Answer 1

分析 （1）将开关和滑动变阻器串联在电路中，滑动变阻器要接一上一下，且使滑片处于最大阻值处；
（2）伏安法测电电阻是物理学中最基本的测量之一．根据其原理R=$\frac{U}{I}$，要测出未知电阻的阻值必须测出电阻两端的电压和通过电阻中的电流，将所测出的物理量代入公式中求解即可；
（3）实验中没有电压表，只有电流表．由电路图可知，可采用短接法测未知电阻的阻值．由于电源的电压不变，根据题意列出两个方程即可求出未知电阻的阻值．据此设计实验步骤得出结果．

解答 解：
（1）实物电路连接如下图所示：

（2）由图2可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，则I=0.3A，由R_X=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.2V}{0.3A}$=4Ω；
（3）实验步骤：
①断开S₁，闭合S₂，用电流表测出R_X和R₀串联时电流I；
②闭合S₁、S₂用电流表测出电流I₁；
由于电源电压不变，设电源电压为U，由①得：U=IR_X+IR₀； 
由②得：U=I₁ R₀；
将两式联立成方程组解得R_X=$\frac{（{I}_{1}-I）{R}_{0}}{I}$．
故答案为：（1）实物电路连接如上图所示；（2）0.3； 4；
（3）实验步骤：
①断开S₁，闭合S₂；
②闭合S₁、S₂；
③$\frac{（{I}_{1}-I）{R}_{0}}{I}$．

点评 本题考查了实物图的连接和电流表的读数、伏安法测电阻、串联电路的特点等，关键是知道无电压表、有电流表时可根据串联电路的电流、电压特点进行设计实验．