Question

6．張麗同學(xué)在“探究性實(shí)驗(yàn)室”測量未知電阻R_x．使用的器材有：電源E；適當(dāng)量程的電流表、電壓表；滑動(dòng)變阻器R；電阻箱R₀；開關(guān)S₁、S₂；導(dǎo)線若干．為減少電表對(duì)測量結(jié)果的影響，設(shè)計(jì)出如甲圖電路．具體實(shí)驗(yàn)操作如下：先斷開S₂，閉合S₁，調(diào)節(jié)R和R₀，使電流表和電壓表有適當(dāng)讀數(shù)I₁、U₁；再保持R₀不變，閉合S₂，記下電流表和電壓表的示數(shù)I₂、U₂．
（1）請(qǐng)對(duì)照電路圖連接實(shí)物（導(dǎo)線不得交叉）
（2）請(qǐng)推導(dǎo)被測電阻R_x的表達(dá)式（用物理符號(hào)表示）
推導(dǎo)過程：

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，從電源的正極出發(fā)，一個(gè)一個(gè)的連接，逐條支路連接，注意電表的正負(fù)接線柱，并避免導(dǎo)線交叉，可保準(zhǔn)確無誤
（2）本實(shí)驗(yàn)只有電流和電壓兩種數(shù)據(jù)，應(yīng)考慮部分電路歐姆定律，并結(jié)合電阻的計(jì)算公式解決．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）先閉合S₁，斷開S₂，調(diào)節(jié)R和R_P，使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)為I₁，U₁；設(shè)電壓表內(nèi)阻為R_v，則$\frac{{I}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{1}{{R}_{P}}$+$\frac{1}{{R}_{V}}$，
再保持R_P不變，閉合S₂，記下電流表和電壓表示數(shù)為I₂、U₂，則$\frac{{I}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{1}{{R}_{P}}$+$\frac{1}{{R}_{V}}$+$\frac{1}{{R}_{X}}$，則：R_x=$\frac{{U}_{1}{U}_{2}}{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}$；
故答案為：（1）實(shí)物電路圖如圖所示；（2）R_x=$\frac{{U}_{1}{U}_{2}}{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}$；推導(dǎo)過程如上所述．

點(diǎn)評(píng) 電路設(shè)計(jì)和實(shí)物圖連接是學(xué)生應(yīng)掌握的基本功，學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)練習(xí)，整理被求量的表達(dá)式是學(xué)生的能力問題，學(xué)生應(yīng)能根據(jù)器材推知實(shí)驗(yàn)原理并進(jìn)而推出被求量的表達(dá)式，此外，任何實(shí)驗(yàn)一般均要考慮其誤差來源，需要養(yǎng)成分析誤差的習(xí)慣．