Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室備有下列器材： A．待測(cè)定值電阻Rx：阻值在7～9Ω之間

B．滑動(dòng)變阻器：最大阻值500Ω

C．滑動(dòng)變阻器：最大阻值10Ω

D．定值電阻R0：阻值10Ω

E．電流表A：測(cè)量范圍0～0.6A，0～3A

F．電源E：電源電壓U恒為4V

G．單刀雙擲開關(guān)（雙向開關(guān)）S及導(dǎo)線若干

為了較精確地測(cè)出待測(cè)電阻Rx的電阻，小聰、小亮和小英共同設(shè)計(jì)了下圖所示的電路．

①在他們?cè)O(shè)計(jì)的電路中，電流表的量程應(yīng)選____ A，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_____（填器材前面的序號(hào)字母）．

②小亮設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作主要步驟是：

Ⅰ、將開關(guān)擲向a，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片至某一位置，使A表的指針指到表盤上某一適當(dāng)位置；讀出電路穩(wěn)定后A表的示數(shù)（記為I1）

Ⅱ、將開關(guān)擲向b，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片至另一位置，使A表的指針指到表盤上另一適當(dāng)位置；讀出電路穩(wěn)定后A表的示數(shù)（記為I2）

小聰和小英認(rèn)為小亮設(shè)計(jì)的步驟Ⅱ中有不妥當(dāng)之處，請(qǐng)你幫小亮寫出正確的步驟Ⅱ：________

③按正確的操作，他們順利的測(cè)出了Rx的電阻．請(qǐng)你寫出用測(cè)得的物理量I1、I2和已知物理量U、R0表示的Rx的表達(dá)式：Rx=________．

Answer 1

【答案】0～0.6 C 保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，使電流表的指針指到表盤上另一適當(dāng)位置，讀出電路穩(wěn)定后電流表的示數(shù)（記為I2） Rx=+R0

【解析】

（1）根據(jù)電源電壓和最小電阻求電路最大電流，然后確定電流表的量程；

滑動(dòng)變阻器在電路中起保護(hù)電路和分擔(dān)電壓的作用，滑動(dòng)變阻器電阻太大，分擔(dān)電壓太大，被測(cè)電阻分擔(dān)電壓太小，電流小，無(wú)法用電流表測(cè)電流，故滑動(dòng)變阻器電阻和被測(cè)電阻阻值不要相差太大．

（2）（3）將開關(guān)擲向a時(shí)，測(cè)出電路電流I1，U=I1（R'+RX），有兩個(gè)未知量，無(wú)法求出RX；將開關(guān)擲向b時(shí)，測(cè)出電路電流I2，U=I2（R+R0），其中的R可以用電源電壓U、I2、R0來(lái)表示，所以R=R0；故采用滑片的位置不動(dòng)，電源電壓一定，S擲向a和S擲向b，找電源電壓相同列等式求解．

（1）被測(cè)電阻阻值約為7Ω～9Ω，電源電壓為4V，

則電路的最大電流為：I==≈0.57A<0.6A，所以電流表選擇0～0.6A量程．

滑動(dòng)變阻器在電路中分擔(dān)電壓，如果滑動(dòng)變阻器的阻值比被測(cè)電阻大很多，分擔(dān)電壓很大，被測(cè)電阻分擔(dān)電壓很小，被測(cè)電阻的電流很小，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量電流，故選滑動(dòng)變阻器C．

（2）S擲向b時(shí)，R0與變阻器R串聯(lián)，測(cè)出電路電流I2，

由歐姆定律可知電源電壓：U=I2（R+R0），

所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R=R0-----①；

S擲向a時(shí)，Rx與變阻器R串聯(lián)，測(cè)出電路電流I1，電源電壓：U=I1（R'+RX），有R和R'兩個(gè)未知量，無(wú)法表示出RX．

所以，要測(cè)出RX，當(dāng)S擲向b時(shí)，應(yīng)保持滑動(dòng)變阻器的滑片不變；

（3）因?yàn)殡娫吹碾妷翰蛔儯?/span>

所以，I1（RX+R）=I2（R0+R）-----②，

把變阻器接入電路的阻值R=R0代入②式得：

Rx=+R0．