Question

14．小明同學(xué)要測(cè)量某未知電阻的阻值（電源電壓未知，且保持不變）．

（1）按照?qǐng)D甲電路圖正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P，當(dāng)電流表和電壓表的示數(shù)如圖乙所示時(shí)，則R₀=6Ω．接下來(lái)小明調(diào)整變阻器的滑片繼續(xù)測(cè)量，這樣做的目的是多次測(cè)量取平均值，提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度．
（2）小明想利用這些器材測(cè)量另一個(gè)未知電阻R_x的阻值，但發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞．小華幫他設(shè)計(jì)另一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：利用圖丙所示的電路，先閉合開(kāi)關(guān)S，記下電壓表的示數(shù)U₁，再閉合開(kāi)關(guān)S₁，記下電壓表示數(shù)U₂．則R_x的表達(dá)式可表示為：R_x=$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{U}_{1}}$×R₀．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電表量程確定分度值讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求電阻；多次測(cè)量取平均值，可提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度，減小誤差；
（2）先閉合開(kāi)關(guān)S，記下電壓表的示數(shù)U₁，即定值電阻的電壓，再閉合開(kāi)關(guān)S₁，記下電壓表示數(shù)U₂，即電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律得出R_x的表達(dá)式．

解答 解：
（1）如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A；電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V；
由歐姆定律可得，R₀的阻值：R₀=$\frac{U}{I}=\frac{2.4V}{0.4A}$=6Ω；
接下來(lái)小明調(diào)整變阻器的滑片繼續(xù)測(cè)量，這樣做的目的是多次測(cè)量取平均值，提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度；
（2）由圖丙可知，先閉合開(kāi)關(guān)S，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀的電壓，記下電壓表的示數(shù)U₁；再閉合開(kāi)關(guān)S₁，待測(cè)電路短路，電壓表測(cè)量電源電壓，記下電壓表示數(shù)U₂．
串聯(lián)電路中電流處處相等，則電路中的電流：I=I₀=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，待測(cè)電阻的電壓：U_X=U₂-U₁，
由歐姆定律可得，R_x的表達(dá)式為：
R_x=$\frac{{U}_{x}}{I}$=$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{I}=\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{U}_{1}}$×R₀．
故答案為：（1）6；多次測(cè)量取平均值，提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度；（2）$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{U}_{1}}$×R₀．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量某未知電阻的阻值，考查電表讀數(shù)、電阻的計(jì)算及數(shù)據(jù)處理和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力．