Question

小凯同学现有如下器材：一个电源（两极间电压保持不变，但电压数值未知），一个定值电阻R₀，一个待测电阻R_x，一个电压表（最大量程大于电源电压），一个单刀双掷开关，导线若干，他用这些器材测R_x的阻值，方法如下：
（a）按如图电路连接好了实物元件．
（b）将开关接触点1时，测出R₀两端的电压为U₀，则I_x=I₀=

U0

R0

；
（c）将开关接触点2时，测出R_x两端的电压为U_x，则R_x=

Ux?R0

U0

；
（1）请你观察电路图和分析小凯的实验步骤，看一看有没有缺陷，若有，请你帮他指出：

 

．
（2）用原有器材，请把你设计的实验电路图画在方框内，并写出你的实验步骤．
步骤：（a）

 

；
（b）

 

；
（c）

 

．

Answer 1

分析：（1）分析电路图，当开关接触点1时，若电压表的正负接线柱正确，当开关接触点2时，电压表的正负接线柱就接反了；
（2）将电压表与开关串联后，再与R₀并联，开关的静触片（左端）与电压表相连，触点1接在R₀和R_x中间，触点2接在R_x另一端，然后当开关的动触片分别接在触点1、2上时，读出电压表的示数，利用欧姆定律和串联电路的分压关系求解．

解答：解：（1）分析电路图，开关接触点1和2时，其中一次电压表的正负接线柱接反；
（2）改正电路图右图所示，
实验步骤：（a）按电路图连接好实物图．
（b）将开关接触点1时，测出R₀两端的电压为U₀，则I_x=I₀=

U0

R0

；
（c）将开关接触点2时，测出电源两端的电压为U，
Ix=I0，  即：

UX

RX

=

U0

R0

，
∴

U-U0

RX

=

U0

R0

，
Rx=

(U-U0)R0

U0

．
故答案为：（1）开关接触点1和2时，其中一次电压表的正负接线柱接反；
（a）按电路图连接好实物图；
（b）将开关接触点1时，测出R₀两端的电压为U₀，则I_x=I₀=

U0

R0

；
（c）将开关接触点2时，测出电源两端的电压为U．

点评：本题考查了电压表的使用、串联电路的分压关系、欧姆定律．涉及到电路动态分析、电路图设计、实验方案设计，属于难题．