题目内容

10.在电学实验中由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差.某校课外研究性学习小组进行了消除电表内阻对测量影响的探究,利用如图所示的电路测定电阻Rx的值.器材有:电源,适当量程的电流表、电压表各一只、滑线变阻器R、电阻箱RP、开关S1、S2、导线若干.他设计的电路图如图所示.
(1)其主要操作过程是:
第一步:将开关S2断开,开关S1闭合,调节滑动变阻器R和电阻箱RP,使电压表、电流表读数合理,读出这时的电压表的示数U1和电流表的示数I1;
第二步:将开关S2闭合,保持RP阻值不变,调节R阻值,使电压表和电流表有较大的读数,读出此时电压表的示数U2和电流表的示数I2;由以上记录的数据计算出被测电阻的表达式为Rx=$\frac{{{U_1}{U_2}}}{{{U_1}{I_2}-{U_2}{I_1}}}$(用电表的读数表示);
(2)此探究实验中,被测电阻的测量值等于真实值(填“大于”、“小于”或“等于”).

分析 (1)关键是写出两种情况下表达式,然后解出待测电阻表达式即可;
(2)关键是将电压表内阻考虑在内,根据串并联规律列出相应的表达式,然后解出待测电阻阻值,再比较即可

解答 解:(1)电键S2断开,电键S1闭合,调节滑动变阻器R和电阻箱RP,此时读出这时的电压表的示数U1和电流表的示数I1为电阻箱两端的电压和电流;解得RP=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$
将电键S2闭合,保持 RP阻值不变,调节R阻值,使电压表和电流表有较大的读数,读出此时电压表的示数U2和电流表的示数I2;此时电流为流过电阻箱和待测电阻的电流;则有:当${s}_{1}^{\;}$闭合${s}_{2}^{\;}$断开时,应有:${U}_{1}^{\;}{{=I}_{1}^{\;}R}_{p}^{\;}$,
闭合${s}_{2}^{\;}$时应有:$\frac{{U}_{2}^{\;}}{{R}_{p}^{\;}}+\frac{{U}_{2}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}{=I}_{2}^{\;}$,
联立以上两式解得:${R}_{x}^{\;}$=$\frac{{{{U}_{1}^{\;}U}_{2}^{\;}}_{\;}^{\;}}{{{I}_{2}^{\;}U}_{1}^{\;}{{-I}_{1}^{\;}U}_{2}^{\;}}$;
③:若电表不是理想电表,分别应有:$\frac{{U}_{1}^{\;}}{{R}_{p}^{\;}}{+\frac{{U}_{1}^{\;}}{{R}_{V}^{\;}}}_{\;}^{\;}{=I}_{1}^{\;}$和$\frac{{U}_{2}^{\;}}{{R}_{V}^{\;}}+\frac{{U}_{2}^{\;}}{{R}_{p}^{\;}}+\frac{{U}_{2}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}{=I}_{2}^{\;}$
可将电压表内阻与电阻箱电阻看做一个整体,可解得:${R}_{x}^{\;}=\frac{{{U}_{1}^{\;}U}_{2}^{\;}}{{{I}_{2}^{\;}U}_{1}^{\;}{-I}_{1}^{\;}{U}_{2}^{\;}}$,
比较可知,电表不是理想电表,测量值也等于真实值.
故答案为:(1)RP;R;$\frac{{{U_1}{U_2}}}{{{U_1}{I_2}-{U_2}{I_1}}}$(2)等于

点评 本题考查电阻的测量;应明确:若考虑电表内阻的影响时,只要将电表的内阻考虑在内,然后根据相应的物理规律列出表达式,求解讨论即可.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网