Question

现在实验室中有以下实验器材：一个输出电压恒定的稳压电源，一只电流表，两个开关，导线若干和一个已知阻值的定值电阻R．工人利用这些器材设计了如图18所示的实验电路来测定R_X的电阻值．请你帮助工人完成以下实验步骤，并写出纯电阻元件R_X的表达式．
Ⅰ、闭合开关S₁，断开S₂，读出电流表的示数为I₁；
Ⅱ、______，读出电流表的示数为I₂；请用I₁、I₂和R表示R_X．R_X=______．

Answer 1

【答案】分析：根据欧姆定律可知，要测未知电阻的阻值，就是想法设法测出电阻两端的电压和通过的电流；
由图可知：当闭合开关S₁，断开S₂时，R与R_x串联，读出电流表的示数，根据串联电路电阻特点和欧姆定律表示出电源的电压；
当开关S₁、S₂都闭合时，电路为R_x的简单电路，读出此时电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压；
联立等式、解等式即可测出R_x的阻值．
解答：解：当闭合开关S₁，断开S₂，电阻R与R_x串联，电流表测量串联电路的电流，示数为I₁；
则电源电压U=I₁（R+R_x）；
当闭合开关S₁、S₂，电路中只有电阻R_x，电流表示数I₂为通过电阻R_x的电流；
则电源电压U=I₂R_x；
∵电源电压不变，
∴I₁（R+R_x）=I₂R_x；
∴通过化简可得R_x的表达式R_x=．
故答案为：S₁、S₂均闭合；．
点评：利用电流表或电压表来测量未知电阻的值是电学实验中较难的题目，这类题要利用电源电压相等，来列出两个不同的电源电压的表达式，对两个表达式化简，然后求待测电阻的阻值．