Question

18．有一只電壓表，量程已知，內(nèi)阻為R_Y、另有一電源（電動(dòng)勢(shì)未知，但不超過(guò)電壓表的量程，內(nèi)阻不計(jì)）．某課外活動(dòng)小組利用這只電壓表和電源，再用一個(gè)開關(guān)和一些連接用導(dǎo)線，設(shè)計(jì)了測(cè)量某一未知電阻R_x的實(shí)驗(yàn)方法（已知R的值與R_V相差不大）．實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：

（1）按圖1的方式連接電路，閉合開關(guān)后，電壓表的示數(shù)為U₁；
（2）再按圖的方式連接電路，閉合開關(guān)后，電壓表的示數(shù)為U₂．完成下列問(wèn)題：
①步驟（1）的目的是測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)大�。�
②在圖2方框中畫出（2）方式的電路原理圖；
③用筆畫線代替導(dǎo)線把圖3的實(shí)物圖連接成實(shí)驗(yàn)電路；
④電阻R_x=$\frac{{U}_{1}^{\;}-{U}_{2}^{\;}}{{U}_{2}^{\;}}{R}_{V}^{\;}$．（用R_Y、U₁、U₂表示）

Answer 1

分析 （2）①電源內(nèi)阻不計(jì)，其兩極間的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，用電壓表直接測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)．
②③④根據(jù)高值待測(cè)電阻與電壓表內(nèi)阻接近，所以可想到將待測(cè)電阻與電壓表串聯(lián)使用，畫出電路原理圖，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖．根據(jù)閉合電路歐姆定律，解出待測(cè)電阻表達(dá)式即可．

解答 解：（2）①步驟（1）的目的是測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)大�。�
②由于值待測(cè)電阻與電壓表內(nèi)阻接近，所以可將待測(cè)電阻與電壓表串聯(lián)使用，畫出電路原理圖如圖．
③如圖．
④根據(jù)歐姆定律，由步驟①應(yīng)有：E=U₁．
由步驟②應(yīng)有：E=U₂+$\frac{{U}_{2}}{{R}_{V}}$R_x．
聯(lián)立解得 R_x=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}$R_V．
故答案為：
①測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)大�。�
②③如圖．
④$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}$R_V．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，要根據(jù)給出的器材，畫出各種可能的電路圖，再根據(jù)有關(guān)物理規(guī)律列出表達(dá)式，能解出待測(cè)量的即可行．