Question

7．两个物理实验小组进行测量未知电阻的实验．
（1）笫一小组采用了如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值，某次测量中，电压表、电流表示数如图乙．电压表的读数为1.8V，电流表的读数为0.24A．
（2）第二小组采用如图丙所示的电路测量电阻R_x的阻值，其中R₀阻值已知．
①请用笔画线代替导线．将图丁中的实物按电路图连接．（电压表接小量程）
②该小组实验步骤如下：先闭合S₁、S₂，读出此时电压表读数U₁，再闭合S₁，断开S₂，读出此时电压表读数U₂．则被测电阻R_x的阻值表达式为R_x=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}$R₀．（用R₀、U₁、U₂表示）．

Answer 1

分析 （1）读取电流表或电压表示数时，首先要明确它们选择的量程和对应的分度值，读数时视线与指针所在刻线相垂直；
（2）①根据电路图连接实物图，可采用“电流流向法”，从电源的正极出发，按照电流的流向，先串主电路，再将电压表并在待测电阻的两端；
②在“伏安法测电阻”实验中，只有电压表，没有电流表，则需要串联电路电流相等的特点，采取先后测量R₀两端电压和电源电压，由此根据串联电路的特点和欧姆定律求出电阻R_x．

解答 解：
（1）电压表选择的是0～3V量程，对应的分度值为0.1V，此时的示数为1.8V；
电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值为0.02A，此时的电流为0.24A；
（2）①采用“电流流向法”，电流从电源正极出发，依次将电阻R_x、R₀、开关S₁串联起来，再将电压表并联在R₀两端；开关S₂并联在R_x两端，如下图所示：

②先闭合S₁、S₂，电压表测量电源电压，再闭合S₁，断开S₂，电压表测量R₀两端的电压；
此时电路中的电流为I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}$，
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和得：
被测电阻R_x两端的电压U_x=U₁-U₂，
根据欧姆定律得：被测电阻R_x=$\frac{{U}_{x}}{I}$=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}$R₀．
故答案为：（1）1.8；0.24；（2）①如上图；②$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}$R₀．

点评 本题考查的是伏安法测电阻的实验电路图和实物连接、电流表、电压表的读数以及电阻的计算，属于电学最重要的实验，明确实验原理都是解答实验问题的关键，同时要熟练应用所学基础物理知识解答实验问题．