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7.小王同學(xué)現(xiàn)有如下器材:一個(gè)電源(電壓保持不變但數(shù)值未知),一個(gè)定值電阻R0,一個(gè)待測(cè)電阻Rx,一個(gè)電壓表(最大量程大于電源電壓),二個(gè)開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干,他用這些器材測(cè)Rx的阻值,方法如下:
(a)按圖題的電路圖連接好實(shí)物;
(b)只將S1閉合時(shí),測(cè)出R0兩端的電壓為U0,則Ix=I0=U0R0
(c) 只將S2閉合時(shí),測(cè)出Rx兩端的電壓為Ux,則Rx=UxR0U0;
(1)請(qǐng)你根據(jù)電路圖分析小王的實(shí)驗(yàn)步驟,判斷他的實(shí)驗(yàn)方法不對(duì)(對(duì)/不對(duì)),理由是電壓表的“+”“-”接線柱接反了..
(2)請(qǐng)按照下列實(shí)驗(yàn)步驟,使用原有器材重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),把電路圖畫在右邊方框內(nèi),并寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
(a)只將S1閉合時(shí),讀出電壓表的示數(shù)為U1
(b)只將S2閉合時(shí),讀出電壓表的示數(shù)為U2,則Rx=U2U1R0U1U1R0U2U1

分析 (1)分析電路圖,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),若電壓表的正負(fù)接線柱正確,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),電壓表的正負(fù)接線柱就接反了;
(2)利用兩個(gè)開(kāi)關(guān)的單獨(dú)閉合,將電壓表先與R0(或與Rx)并聯(lián),測(cè)量一個(gè)電阻的電壓,然后再測(cè)量它們串聯(lián)后的總電壓,于是利用歐姆定律和串聯(lián)電路的分壓關(guān)系寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

解答 解:(1)分析電路圖,若閉合S1時(shí),電流是從電壓表的正接線柱流入,則當(dāng)閉合S2時(shí),電壓表的正負(fù)接線柱接反了;所以他的實(shí)驗(yàn)方法不對(duì),原因是電壓表的“+”“-”接線柱接反了;
(2)使用原有器材重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),電路圖如圖所示,則:
圖1中:電壓表示數(shù)U1為R0兩端的電壓,U2為串聯(lián)電路的總電壓;
所以Ux=U2-U1,Ix=I0=U1R0,所以Rx=UxIx=U2U1R0U1
圖2中:電壓表示數(shù)U1為Rx兩端的電壓,U2為串聯(lián)電路的總電壓;
所以U0=U2-U1,Ix=I0=U0R0=U2U1R0,所以Rx=UxIx=U1R0U2U1
故答案為:(1)不對(duì);電壓表的“+”“-”接線柱接反了.   
 (2)U2U1R0U1U1R0U2U1

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表的使用、串聯(lián)電路的分壓關(guān)系、歐姆定律.涉及到電路動(dòng)態(tài)分析、電路圖設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的推導(dǎo),屬于難題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.
實(shí)驗(yàn)說(shuō)明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)
B.
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C.
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D.
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(1)畫出電路圖;
(2)寫出實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟和需測(cè)量的物理量
(3)寫出待測(cè)電阻Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式(用已知量和測(cè)量量表示)

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