Question

有一只电压表，量程已知，内阻R_V已知，另有一电池（电动势未知但不超过电压表的量程，内阻不计），请用这只电压表和电池，再用一个电键和一些连接用的导线，设计测量某一高值电阻R_x的实验方法．
（1）画出实验的电路；
（2）简要的实验步骤是：①

 

；②

 

；③

 

．
（3）需要测量的实验数据是

 

，测量公式是

 

．

Answer 1

分析：本题（1）的关键是根据高值待测电阻与电压表内阻接近，所以可想到将待测电阻与电压表串联使用，由于由一个电键，可将电键与待测电阻并联，然后再与电压表串联即可；题（2）根据闭合电路欧姆定律即可得出测量步骤；题（3）根据两次得出的表达式，解出待测电阻表达式即可．

解答：解：（1）电路图如图所示：

（2）实验步骤：①按电路图连接实物图，
②闭合电键，读出电压表的示数

U

1

，
③断开电键，读出电压表的示数

U

2

，
（3）根据欧姆定律，由步骤②应有：E=

U

1

由步骤③应有：E=

U

2

+

U   2

R   V

?R

x

联立以上两式可得

R

x

=

(U   1 -U   2 )R   V

U   2

所以需要测量的数据是两次电压表的读数

U

1

和

U

2

；待测电阻的表达式为

R

x

=

(U   1 -U   2 )R   V

U   2

．
故答案为：
（1）如图
（2）①按电路图连接实物图，②闭合电键，读出电压表的示数

U

1

，③断开电键，读出电压表的示数

U

2

（3）两次电压表的读数

U

1

和

U

2

，

R

x

=

(U   1 -U   2 )R   V

U   2

点评：对电学实验设计题目，要根据给出的器材，画出各种可能的电路图，再根据有关物理规律列出表达式，能解出待测量的即可行．