用如图甲所示的电路测定未知电阻Rx的值.电源内阻可忽略不计,R为电阻箱.
(1)若电源电动势E已知,电压表上的电流可忽略,要测得Rx的值,R至少需要取______ 个数值,请写出Rx的表达式Rx=______ (用E和能读出的物理量表示).
(2)若电源电动势E未知,电压表上的电流可忽略,要测得Rx的值,R至少需要取______ 个数值.
(3)若电源电动势E未知,电压表上的电流不可忽略,某学生利用如图乙所示电路测Rx.
具体做法如下:闭合电键S1,先将电键S2和a相连,把电阻箱的电阻调到R,记下电压表示数U1;再将电键S2和b相连(电阻箱的电阻仍为R),记下电压表示数U2.最后作下列计算:
当S2接b时
电阻箱上的电压U=U2 ①
电阻箱上电流I= ②
Rx上电流Ix=I ③
Rx上电压Ux=U1 ④
解得Rx== ⑤
请指出此学生在计算过程中错在哪里?______.
(1)由E=U+R可知,若E、U、R已知可解出的值,故R至少需要一个值,且解得=R
(2)若电源电动势E未知,电压表上的电流可忽略,则应根据E=+与E=+联立解出,所以R至少取2个数值.
(3)由于通过电压表的电流不能忽略,说明电压表表示理想电压表,应考虑其内阻影响,设电压表内阻为,则通过的电流应为I=+,所以③错在上电流应加上电压表的电流;根据串并联电路特点可知,当接在b时,上的电压应大于接在a时电压表与的并联电压,所以④式错误.
故答案为(1)1,R
(2)2
(3)③④两步错误,③错在上电流应加上电压表的电流;④错在当接在b时,上的电压应大于接在a时电压表与的并联电压.