Question

9．利用所學(xué)物理知識解答下列問題：
（1）為了測量一個阻值較大的未知電阻，某同學(xué)使用了干電池（1.5V），毫安表（1mA），電阻箱（0-9999Ω），電鍵，導(dǎo)線等器材．該同學(xué)設(shè)計的實(shí)驗(yàn)電路如圖a所示，實(shí)驗(yàn)時，將電阻箱阻值置于最大，斷開k₂，閉合k₁，減小電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)為I₁=1.00mA，記錄電流強(qiáng)度值；然后保持電阻箱阻值不變，斷開k₁，閉合k₂，此時電流表示數(shù)為I₂=0.80mA，記錄電流強(qiáng)度值．由此可得被測電阻的阻值為375Ω．請將圖a所示的實(shí)物電路的原理圖畫在圖b的方框內(nèi)．

（2）經(jīng)分析，該同學(xué)認(rèn)為上述方案中電源電動勢的值可能與標(biāo)稱值不一致，因此會造成誤差．為避免電源對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，又設(shè)計了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)過程如下：斷開k₁，閉合k₂，此時電流表指針處于某一位置，記錄相應(yīng)的電流值，其大小為I；斷開k₂，閉合k₁，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)為I，記錄此時電阻箱的阻值，其大小為R₀．由此可測出R_x=R₀．請按照圖甲所示的電路原理圖，用實(shí)線把圖乙中給出的實(shí)物連接起來，組成實(shí)驗(yàn)電路．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)斷開K₂，閉合K₁，電源、電流表、電阻箱和電鍵串聯(lián)，根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，可以求出電源、電流表、電阻箱的總電阻，即可以求解；當(dāng)斷開K₁，閉合K₂，電源、電流表、電阻、電阻箱和電鍵串聯(lián)，再次根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解即可以得出電阻R的阻值；
（2）當(dāng)斷開K₂，閉合K₁，電源、電流表、電阻箱和電鍵串聯(lián)，當(dāng)斷開K₁，閉合K₂，電源、電流表、電阻和電鍵串聯(lián)，兩種方案中是利用電阻箱等效替代電阻R₀，只要電阻箱的阻值等于電阻值R，電流表讀數(shù)就一定相同．

解答 解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：E=I₁（r+R₁+R₂）    （其中r為電源內(nèi)阻，R₁為電阻箱電阻，R₂為電流表內(nèi)阻）
E=I₂（r+R₁+R₂+R），由以上兩式可解得：R=375Ω；
根據(jù)圖a所示實(shí)物電路圖作出電路圖如圖所示：

（2）利用電阻箱等效替代電阻R₀，故電流表讀數(shù)不變，為I，電阻箱的阻值為R₀．
根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

故答案為：（1）375；電路圖如圖所示；（2）I，R₀；實(shí)物電路圖如圖所示．

點(diǎn)評 本題考查了求電阻阻值、實(shí)驗(yàn)步驟等問題，知道實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提與關(guān)鍵；本題關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程，然后聯(lián)立求解；第二方案是用等效替代法，要保證電流相等．