Question

5．有一電源和電阻連接組成的裝置，只有M、N兩個(gè)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(cè)定此裝置內(nèi)電阻的阻值R．

（1）請(qǐng)你利用下列器材：
一個(gè)已知阻值為R₀的定值電阻；
一個(gè)量程合適的電流表；
一個(gè)單刀雙擲開關(guān)：“”
簡(jiǎn)要說明測(cè)量方法，并寫出需要測(cè)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(cè)出R和R₀串聯(lián)時(shí)的電流I₁；
b、用電流表測(cè)出只接R時(shí)的電流I₂；．
（2）寫出計(jì)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(cè)出兩端的電壓和電流即可，但實(shí)驗(yàn)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(cè)出R和R₀串聯(lián)時(shí)的電流I₁；
b、用電流表測(cè)出只接R時(shí)的電流I₂；
（2）當(dāng)開關(guān)與R₀連接時(shí)，電流為I₁，電源電壓U=I₁（R+R₀）；
只接R時(shí)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(cè)出R和R₀串聯(lián)時(shí)的電流I₁；b、用電流表測(cè)出只接R時(shí)的電流I₂；
（2）$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

點(diǎn)評(píng) 此類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問題考查很全面，要學(xué)會(huì)選擇實(shí)驗(yàn)器材，根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)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．