Question

物理课上，老师请同学们设计一个测量未知电阻Rx的实验，各组同学都提出了自己的设计方案，下列是两组同学的设计情况：
（1）甲组同学决定采用“伏安法”．请你在图的虚线方框内画出该实验电路图；实验中所需测量的物理量及符号为：
①______；②______；

（2）乙组同学的方案则不同，他们所设计的实验电路如图，以下是他们实验的主要操作步骤，请根据你的理解写出②③两个必要的实验步骤和相关物理量的符号：
①按电路图连接好实物电路．
②______．
③______．

（3）根据所测物理量写出这两种方案下，计算未知电阻Rx的数学表达式：
甲组：Rx=______．
乙组：Rx=______．

Answer 1

解：（1）把灯、电流表、滑动变阻器、开关、电源串联起来，再把电压表与灯并联．如图

①要用电压表测出电阻R_X两端的电压U，②用电流表测出通过电阻R_X中的电流I．
（2）利用安阻法，要断开开关S时，读出电流表的示数I₁，则电源电压U=I₁R₀，闭合开关S，读出电流表的示数I₂，则R_X中的电流I=I₂-I₁，则R_x==．
（3）伏安法时，由R_x=计算电阻值；安阻法利用R_x=计算电阻值
故本题答案为：电阻两端的电压U； 电阻中的电流I； 读出断开开关时的电流表的示数I₁；读出闭合开关时的电流表的示数I₂；=；．
分析：（1）伏安法中，要用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出电阻中的电流，用滑动变阻器来调节电路中的电流，把电阻、滑动变阻器、电流表、开关、电源用导线串联起来，再把电压表并联在电阻的两端．
（2）利用安阻法是要使一个已知阻值的定值电阻，使电阻与定值并联，利用并联电路的特点，测两次电流值，由欧姆定律公式的变形计算阻值．
（3）方法一直接用欧姆定律的变形公式计算，方法二，用并联电路的特点和欧姆定律进行计算．
点评：本题考查了用不同方法测量电阻的实验．伏安法要用电压表来测电阻的电阻，用电流表来测电阻的电流，由欧姆定律来计算电阻值，安阻法要用并联电路，且要有一个已知阻值的定值，用电流表来测再次电流值，根据并联电路的特点和欧姆定律来计算电阻值．