Question

2．為了測量電阻R_x的電阻值，小明選擇了一塊已經(jīng)調(diào)好的電流表，一個電阻值已知的定值電阻R₀，一個符合要求的電源，以及兩個開關(guān)S₁和S₂．他首先根據(jù)電路圖連接好了如圖所示的電路，但是沒有連接完整．請幫助小明完成這個實驗．
（1）請你補充一條線，將電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)S₁和S₂，讀出電流表示數(shù)為I₁．
（3）閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，讀出電流表示數(shù)為I₂．
（4）用R₀、I₁和I₂表達寫出電阻R_x的表達式為：R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）由實驗?zāi)康募皩嶒灢襟E可知，在實驗中我們需要測量R_X單獨接入電路時的電路電流，因此S₂的作用是控制R₀接入或不接入電路，因此需要把S₂與R₀并聯(lián)；
（3）根據(jù)實驗步驟知：需要測量R_X、R₀都接入電路時的電流，因此需要：閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂．
（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，由歐姆定律列方程，解方程可求出R_X的表達式．

解答 解：（1）由實驗?zāi)康募皩嶒炿娐穲D可知：S₂的作用是控制R₀，
因此需要把S₂并聯(lián)在R₀的兩端，電路如圖所示．

（3）由實驗?zāi)康摹�實驗步驟可知：實驗需要測量R_X、R₀都接入電路時，電路中的電流，
所以實驗步驟為：閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂．
（4）設(shè)電源電壓為U，由歐姆定律，得：S₁、S₂都閉合時：U=I₁R_X ①；
  S₁閉合，S₂斷開時：U=I₂（R_X+R₀）； 把①式代入②式解得：R_X=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，
故答案為：（1）電路如圖示．（3）閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂．（4）$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

點評 這是一道開放性的實驗題，應(yīng)根據(jù)實驗?zāi)康�、實驗原理，設(shè)計好實驗步驟，確定需要測量的量，然后答題．本題要求學生有較強的能力，是一道難題．