Question

5．在没有电压表的情况下小明设计了如图的电路图测量滑动变阻器的最大值R_x，（R₀为已知阻值的定值电阻）．
请帮小明写出实验步骤：
（1）按照电路图连接电路；
（2）将滑片移至最右端，读出电流表的示数为I₁；
（3）将滑片移至最左端，读出电流表的示数为I₂．
写出表达式：R_x=$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{2}}•{R}_{0}$（用已知和测量的物理量符号表示）

Answer 1

分析 （1）首先将滑片移至最左端，使滑动变阻器的阻值为零，测出电阻R₀的电流，计算出电源电压；
（2）使滑动变阻器的电阻值最大，测出此时的电流值，计算出R₀两端的电压，得出R_x的电压，从而计算出变阻器的最大阻值．

解答 解：（1）根据电路图，连接电路；
（2）将滑片移至最右端，使其阻值为零，读出电流表的示数为I₁，则电源电压U=U₀=I₁R₀；
（3）将滑片移至最左端，使其阻值最大，读出电流表的示数为I₂，则R₀两端的电压U₀′=I₂R₀；
R_x两端的电压U_x=U-U₀′=I₁R₀-I₂R₀；
由I=$\frac{U}{R}$得，R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}-{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{2}}$=$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{2}}•{R}_{0}$．
故答案为：（2）将滑片移至最右端，读出电流表的示数为I₁；（3）将滑片移至最左端，读出电流表的示数为I₂；$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{2}}•{R}_{0}$．

点评 本题是测量滑动变阻器阻值的实验，考查了欧姆定律在串联电路的应用．