Question

12．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路，測(cè)量一個(gè)阻值約為100Ω的電阻R_x的阻值，實(shí)驗(yàn)室中提供的器材有：兩節(jié)完全相同的舊干電池，兩個(gè)開(kāi)關(guān)S₁、S₂，導(dǎo)線若干．另外還有可供選擇的器材：
A．電壓表V₁（量程0-3V）   B．電壓表V₂（量程0-15V）
C．定值電阻R₁（阻值5Ω）   D．定值電阻R₂（阻值160Ω）

（1）為了準(zhǔn)確測(cè)出R_x的阻值，實(shí)驗(yàn)時(shí)，在圖甲中的電壓表應(yīng)選用A，定值電阻R應(yīng)選用D．（均填字母序號(hào)）
（2）將實(shí)驗(yàn)器材按照電路圖連接好電路，先閉合S₂，電壓表示數(shù)如圖乙所示，是1.2V，再閉合S₁，電壓表的示數(shù)為2.8V．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可計(jì)算出R_x=120Ω
（4）實(shí)驗(yàn)中使用的干電池每節(jié)電壓是1.4V．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓的約值可以選擇電壓表，根據(jù)被測(cè)電阻和定值電阻之間的大小關(guān)系可明確選擇定值電阻；
（2）根據(jù)電路設(shè)計(jì)，先測(cè)出兩電阻串聯(lián)時(shí)定值電阻R_x兩端電壓，電壓表選擇的量程已知，由電壓表指針位置讀出示數(shù)；再閉合開(kāi)關(guān)S₁，測(cè)出電源電壓；
（3）只閉合S₂時(shí)，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓關(guān)系計(jì)算出電阻R兩端的電壓，由歐姆定律計(jì)算出電路中電流；最后根據(jù)歐姆定律計(jì)算出待測(cè)電阻；
（4）干電池串聯(lián)后的總電壓等于各電池電壓之和．

解答 解：（1）電源為兩節(jié)舊干電池，電壓最高為3V，故電壓表可以選擇0～3V量程，即電壓表A；
因被測(cè)電阻阻值約為100Ω，為了便于測(cè)量，定值電阻應(yīng)選擇與之阻值相近的定值電阻，即選擇定值電阻R₂；
（2）由電路圖可知，開(kāi)關(guān)S₁與定值電阻R并聯(lián)，閉合時(shí)，該電阻短路，電壓表測(cè)量電源電壓，即2.8V；
閉合S₂時(shí)，兩電阻串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)量R_x兩端電壓；選擇0～3V量程，所以讀數(shù)為1.2V；
（3）只閉合S₂時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電阻R兩端的電壓：U=2.8V-1.2V=1.6V；
電路中的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1.6V}{160Ω}$=0.01A；
待測(cè)電阻的阻值R_x=$\frac{{U}_{x}}{I}$=$\frac{1.2V}{0.01A}$=120Ω；
（4）兩節(jié)干電池串聯(lián)使用，總電壓為2.8V，則一節(jié)干電池兩端的電壓為$\frac{2.8V}{2}$=1.4V．
故答案為：（1）A；D；（2）S₂；1.2；S₁；（3）120；（4）1.4．

點(diǎn)評(píng) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，缺少電流表或電壓表，通過(guò)開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)或滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)，使電路處于兩種狀態(tài)，而電源電壓不變，從而得到電路中的電流或電壓，是一種常用的方法，一定要掌握．