Question

一未知電阻的阻值估計在10歐到20歐的范圍，用圖所示的電路測定它的阻值．圖中R0為定值電阻，有標(biāo)稱為“0.5Ω1W、”“15Ω 1W”、“100Ω 1W”的三種電阻可供選擇；電流表有0～0.6安和0～3安兩個量程；電源電壓穩(wěn)定，其值約為3伏．測量要盡可能準(zhǔn)確．請簡要說明實驗的主要步驟（包括寫出根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)計算Rx的式子），并說明你所選擇的定值電阻R₀的阻值和電流表的量程．

Answer 1

分析：當(dāng)沒有電壓表時，可利用定值電阻和電流表間接測出電壓，據(jù)題目所提示的電路圖能看出，此題想利用并聯(lián)電路電壓相等的關(guān)系進(jìn)行判斷，即選擇好一個合理的定值電阻接入電路，測出開關(guān)斷開時的電流值，從而計算出電源電壓的準(zhǔn)確值；
而后再將開關(guān)閉合，測出此時的電流值，從而計算出待測電阻的電流值；
再據(jù)上面所求的電源電壓值，據(jù)R=

U

I

計算出待測電阻的阻值即可．

解答：解：由于該電路的電源電壓約3V左右，故在開關(guān)斷開時，我們可以計算出將三個不同規(guī)格的定值電阻R₀接入電路時的大體電流是多少：
若選“0.5Ω  1W”的定值電阻，其電流是：I=

U

R

=

3V

0.5A

=6A，其電流值超過了電流表的量程，即不可選；
同理選用“15Ω  1W”定值電阻時，其電流是：I=

U

R

=

3V

15Ω

=0.2A；即該電阻可以；
同理選用“100Ω  1W”定值電阻時，其電流是：I=

U

R

=

3V

100Ω

=0.03A，即其電流太小，測量時不準(zhǔn)確，故選擇“15Ω  1W”的定值電阻最合理．
所以當(dāng)選用“15Ω  1W”定值電阻時，即當(dāng)接入電路后，此電路中的電流約為0.2A，
此時若兩電阻并聯(lián)時，由于R_X的最小電阻是10Ω，故通過待測電阻R_X的最大電流是：I=

U

Rx

=

3V

10Ω

=0.3A，故該干路中的最大電流是I=0.2A+0.3A=0.5A，故電流表的量程應(yīng)選用0～0.6A的．
所以其測量過程為：
①將“15Ω  1W”的定值電阻R₀接入電路，斷開開關(guān)S，記錄電流表的示數(shù)為I₁，則電源電壓是U=I₁×15Ω=15I₁；
②閉合開關(guān)S，記下此時電流表的示數(shù)是I，則此時待測電阻R_x的電流是I_X=I-I₁；
③所以此時R_X的電阻是：R_X=

Ux

Ix

=

15I1

I-I1

．

點評：正確的選擇測量時所用的定值電阻是該題的難點，同時要根據(jù)并聯(lián)電路中的電流、電壓關(guān)系及歐姆定律來計算電源電壓及未知電阻的阻值，知道各并聯(lián)支路電壓相等是該題的突破口，故能正確是理解難點，順利找到突破口，該題便可迎刃而解．