Question

5．有一電源和電阻連接組成的裝置，只有M、N兩個接線柱可供使用，如圖所示，裝置內(nèi)電源的電壓和電阻的阻值均未知，現(xiàn)要求測定此裝置內(nèi)電阻的阻值R．

（1）請你利用下列器材：
一個已知阻值為R₀的定值電阻；
一個量程合適的電流表；
一個單刀雙擲開關(guān)：“”
簡要說明測量方法，并寫出需要測量的物理量（用字母表示），并畫出電路圖（要求電路只能接一次，不得拆開重接）．a(chǎn)、將S撥到1，用電流表測出R和R₀串聯(lián)時的電流I₁；
b、用電流表測出只接R時的電流I₂；．
（2）寫出計算電阻阻值的表達(dá)式：R=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

Answer 1

分析 要求未知電阻的阻值，根據(jù)歐姆定律可知只需測出兩端的電壓和電流即可，但實驗器材中沒有電壓表，所以可以通過串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，利用已知的電阻求出兩端電壓．

解答 解：（1）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓和電流規(guī)律分析，電路圖如下：

a、將S撥到1，用電流表測出R和R₀串聯(lián)時的電流I₁；
b、用電流表測出只接R時的電流I₂；
（2）當(dāng)開關(guān)與R₀連接時，電流為I₁，電源電壓U=I₁（R+R₀）；
只接R時的電流為I₂，電源電壓U=I₂R；
則I₁（R+R₀）=I₂R，
即R=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．
故答案為：（1）電路見上圖；a、將S撥到1，用電流表測出R和R₀串聯(lián)時的電流I₁；b、用電流表測出只接R時的電流I₂；
（2）$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

點評 此類實驗設(shè)計問題考查很全面，要學(xué)會選擇實驗器材，根據(jù)實驗器材設(shè)計合理電路，根據(jù)串聯(lián)電路的電流和電壓規(guī)律分析求解．