问题 问答题

给你一个电池组(已带开关S0,如图方框内所示),一只电压表、一个已知阻值为R0的电阻,一个开关S和几根导线,利用上述器材设计只需连接一次电路就能测出未知电阻Rx阻值的方法.要求:

(1)在图中画出电路图.

(2)写出简要的实验步骤,并用符号表示测量的物理量.

(3)写出电阻Rx阻值的表达式.

答案

(1)由于题目要求只连接一次电路,而且只给了一个开关,所以不能做到只用一只电压表来分别测出U0和Ux,但串联电路电压关系U=U0+Ux,这里U是电源电压.因此U0和Ux两者中,用电压表测出其中一个电压;再通过开关的切换

测出电源电压,就可得知另一个电压.根据以上考虑,可设计出电路图如图所示:

(2)实验步骤:①闭合开关S0,断开开关S,读出电压表示数Ux

②闭合开关S0、S,读出电压表示数U;

③断开开关S0、S.

(3)由(2)知:当开关断开时,电压表测的是电阻Rx两端的电压,为Ux

当开关闭合时,电压表测的是电阻R0和Rx两端的总电压,为U;

那么R0两端的电压为:U0=U-Ux

由串联电路的分压规律可得:

Ux
U0
=
Rx
R0

则:电阻Rx的表达式:Rx=

UxR0
U0

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