Question

物理課上，老師請同學們設計一個測量未知電阻Rx的實驗，各組同學都提出了自己的設計方案，下列是兩組同學的設計情況：
（1）甲組同學決定采用“伏安法”．請你在圖的虛線方框內(nèi)畫出該實驗電路圖；實驗中所需測量的物理量及符號為：
①______；②______；

（2）乙組同學的方案則不同，他們所設計的實驗電路如圖，以下是他們實驗的主要操作步驟，請根據(jù)你的理解寫出②③兩個必要的實驗步驟和相關物理量的符號：
①按電路圖連接好實物電路．
②______．
③______．

（3）根據(jù)所測物理量寫出這兩種方案下，計算未知電阻Rx的數(shù)學表達式：
甲組：Rx=______．
乙組：Rx=______．

Answer 1

解：（1）把燈、電流表、滑動變阻器、開關、電源串聯(lián)起來，再把電壓表與燈并聯(lián)．如圖

①要用電壓表測出電阻R_X兩端的電壓U，②用電流表測出通過電阻R_X中的電流I．
（2）利用安阻法，要斷開開關S時，讀出電流表的示數(shù)I₁，則電源電壓U=I₁R₀，閉合開關S，讀出電流表的示數(shù)I₂，則R_X中的電流I=I₂-I₁，則R_x==．
（3）伏安法時，由R_x=計算電阻值；安阻法利用R_x=計算電阻值
故本題答案為：電阻兩端的電壓U； 電阻中的電流I； 讀出斷開開關時的電流表的示數(shù)I₁；讀出閉合開關時的電流表的示數(shù)I₂；=；．
分析：（1）伏安法中，要用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出電阻中的電流，用滑動變阻器來調(diào)節(jié)電路中的電流，把電阻、滑動變阻器、電流表、開關、電源用導線串聯(lián)起來，再把電壓表并聯(lián)在電阻的兩端．
（2）利用安阻法是要使一個已知阻值的定值電阻，使電阻與定值并聯(lián)，利用并聯(lián)電路的特點，測兩次電流值，由歐姆定律公式的變形計算阻值．
（3）方法一直接用歐姆定律的變形公式計算，方法二，用并聯(lián)電路的特點和歐姆定律進行計算．
點評：本題考查了用不同方法測量電阻的實驗．伏安法要用電壓表來測電阻的電阻，用電流表來測電阻的電流，由歐姆定律來計算電阻值，安阻法要用并聯(lián)電路，且要有一個已知阻值的定值，用電流表來測再次電流值，根據(jù)并聯(lián)電路的特點和歐姆定律來計算電阻值．