Question

13． 小明想利用一塊電壓表和已知的電阻R₀測量電阻R_x的阻值．小明選擇了滿足實驗要求的器材，并連接了部分實驗電路，如圖所示．
（1）請你在圖中只添加一根導線完成實驗電路的連接．
（2）請補全實驗步驟：
①斷開S₁、S₂、S₃，按如圖連接好電路后，將滑動變阻器的滑片P調至最左端；
②調節(jié)滑動變阻器至合適阻值，斷開S₃，閉合S₁、S₂，將此事電壓表的示數(shù)U₁記錄在表格中，斷開開關S₁；
③保持滑動變阻器滑片位置不變，斷開開關S₂，閉合開關S₁、S₃，將此時電壓表的示數(shù)U₂記錄在表格中，斷開開關S₁．
（3）請你用U₁、U₂和R₀表示出R_x=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$．

Answer 1

分析 測電阻阻值需要測出電阻兩端電壓與通過電阻電流，分析清楚電路結構，應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律分析答題．

解答 解：
（1）電路連接如圖所示：

（2）實驗步驟：
②調節(jié)滑動變阻器至合適阻值，斷開S₃，閉合S₁、S₂，電壓表測R_x兩端電壓，示數(shù)U₁，；
③保持滑動變阻器滑片位置不變，斷開開關S₂，閉合開關S₁、S₃，電壓表測R_x和R₀的總電壓，示數(shù)U₂．
（3）計算R_x的阻值：
由圖R_x、R₀和變阻器串聯(lián)，所以在（2）中②③中電流相等，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$，
則有：$\frac{{U}_{1}}{{R}_{x}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{x}+{R}_{0}}$，
解得：R_x=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$．
故答案為：（1）見上圖；
（2）③S₂；S₁、S₃；
（3）$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$．

點評 本題考查學生識別電路和設計電路的能力，會根據(jù)要求連接實物電路，并會熟練應用串聯(lián)電路的特點和歐姆定律是解決本題的關鍵．