Question

14．某同學(xué)利用如圖的電路來(lái)測(cè)量一未知電阻R_x．

（l）請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖1中實(shí)物電路連接完整．
（2）閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.2V，電流表的示數(shù)如圖2所示，則，I=0.3A，R_x=4Ω．
（3）該同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖3所示的測(cè)量電路，同樣可以測(cè)量未知電阻R_x，其中R₀是定值電阻．請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)把實(shí)驗(yàn)
步驟補(bǔ)充完整，
①斷開(kāi)S₁，閉合S₂，用電流表測(cè)出R_X和R₀串聯(lián)時(shí)電流I；
②閉合S₁、S₂，用電流表測(cè)出電流I₁；
③請(qǐng)用測(cè)量值I和I₁，已知量R₀來(lái)表達(dá)R_x=$\frac{（{I}_{1}-I）{R}_{0}}{I}$．

Answer 1

分析 （1）將開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器要接一上一下，且使滑片處于最大阻值處；
（2）伏安法測(cè)電電阻是物理學(xué)中最基本的測(cè)量之一．根據(jù)其原理R=$\frac{U}{I}$，要測(cè)出未知電阻的阻值必須測(cè)出電阻兩端的電壓和通過(guò)電阻中的電流，將所測(cè)出的物理量代入公式中求解即可；
（3）實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有電壓表，只有電流表．由電路圖可知，可采用短接法測(cè)未知電阻的阻值．由于電源的電壓不變，根據(jù)題意列出兩個(gè)方程即可求出未知電阻的阻值．據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟得出結(jié)果．

解答 解：
（1）實(shí)物電路連接如下圖所示：

（2）由圖2可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，則I=0.3A，由R_X=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.2V}{0.3A}$=4Ω；
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：
①斷開(kāi)S₁，閉合S₂，用電流表測(cè)出R_X和R₀串聯(lián)時(shí)電流I；
②閉合S₁、S₂用電流表測(cè)出電流I₁；
由于電源電壓不變，設(shè)電源電壓為U，由①得：U=IR_X+IR₀； 
由②得：U=I₁ R₀；
將兩式聯(lián)立成方程組解得R_X=$\frac{（{I}_{1}-I）{R}_{0}}{I}$．
故答案為：（1）實(shí)物電路連接如上圖所示；（2）0.3； 4；
（3）實(shí)驗(yàn)步驟：
①斷開(kāi)S₁，閉合S₂；
②閉合S₁、S₂；
③$\frac{（{I}_{1}-I）{R}_{0}}{I}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物圖的連接和電流表的讀數(shù)、伏安法測(cè)電阻、串聯(lián)電路的特點(diǎn)等，關(guān)鍵是知道無(wú)電壓表、有電流表時(shí)可根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．