Question

小菲準備測一個未知電阻R_x的阻值．在所需實驗器材中她發(fā)現(xiàn)電壓表壞了，滑動變阻器的阻值變化范圍是0-40Ω，電源電壓恒定．她設計了如圖所示的實驗．
（1）當S₁、S₃閉合時，________（填“能”或“不能”）將滑動變阻器的滑片調(diào)至最左端，理由是：________；
（2）請按設計的電路圖寫出測定未知電阻R_x的實驗步驟：
________．
（3）用所測的物理量，寫出R_x的數(shù)學表達式：（可以用相應物理量的字母表示）________．

Answer 1

解：（1）當同時閉合開關(guān)S₁、S₃時，導線直接連接在電源的兩端，所以會出現(xiàn)短路現(xiàn)象，電源短路或燒壞電流表或電源損壞，應該避免．
（2）實驗步驟：①將滑動變阻器的滑片滑至最右端；
②斷開S₂，閉合S₁、S₃，將滑動變阻器的滑片滑至中點，讀出電流表示數(shù)I₁；
③斷開S₁，閉合S₂、S₃時，讀出電流表的示數(shù)I₂．
（3）滑動變阻器的滑片滑至中點時的阻值為R=20Ω，所以電源的電壓為U=I₁R=20I₁；
斷開S₁，閉合S₂、S₃時，電源的電壓為U=I₂R_x；
∵電源的電壓不變
∴R_x的數(shù)學表達式為：R_x=．
故答案為：（1）不能；電源短路（或燒壞電流表或電源損壞）；（2）：①將滑動變阻器的滑片滑至最右端；
②斷開S₂，閉合S₁、S₃，將滑動變阻器的滑片滑至中點，讀出電流表示數(shù)I₁；③斷開S₁，閉合S₂、S₃時，讀出電流表的示數(shù)I₂；（3）R_I=．
分析：（1）當閉合開關(guān)S₁、S₃，將滑動變阻器的滑片調(diào)至最左端時，導線直接連接在電源的兩端，所以會出現(xiàn)短路現(xiàn)象．
（2）由圖可知，兩個電阻并聯(lián)起來，因為并聯(lián)電壓相等，只要用電流表分別測出未知電阻的電流和滑動變阻器的電流，就可以根據(jù)電壓U相等，得出電阻R_x的表達式．
點評：開關(guān)的閉合和斷開可以改變電路的結(jié)構(gòu)．解答本題的關(guān)鍵在于要想到利用并聯(lián)電路電壓相等這個特點，這樣就巧妙的解決了沒有電壓表的問題了．