Question

【題目】某同學(xué)們要測(cè)量電阻Rx的阻值（其阻值約200Ω），實(shí)驗(yàn)室能提供的器材有：電壓約為9V的電源、電流表、電壓表（0~15V量程已壞）、滑動(dòng)變阻器R1（“100Ω、2A”）、滑動(dòng)變阻器R2 （“1000Ω 、2A”）兩個(gè)，開關(guān)、導(dǎo)線若干。

（1）某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，并要用此電路測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值，你認(rèn)為這個(gè)方法是否可行？

（2）如可行，簡(jiǎn)述你的觀點(diǎn)；如不可行，請(qǐng)你利用題中已有的器材設(shè)計(jì)出一種可行的實(shí)驗(yàn)方案，畫出電路圖，并寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟和Rx的表達(dá)式。

Answer 1

【答案】(1)不可行(2)實(shí)驗(yàn)步驟見解析

【解析】

根據(jù)題中“某同學(xué)要測(cè)量電阻的阻值”可知，本題考查測(cè)量電阻的方法。伏安法測(cè)電阻，要求測(cè)出待測(cè)電阻兩端電壓和通過它的電流。由于電壓表0~15V量程已壞，故待測(cè)電阻兩端電壓最大為3V，根據(jù)歐姆定律可得，通過待測(cè)電阻的電流值是非常小的，小于電流表的分度值，因而測(cè)不出電流值。

但我們可以利用串聯(lián)電路，將電阻R1最大阻值視為定值電阻和Rx、滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，利用電壓表測(cè)出R1和Rx的總電壓U0，再測(cè)出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓和電流規(guī)律，得出Rx兩端的電壓和通過Rx的電流，從而求出待測(cè)電阻值。

（1）由于待測(cè)電阻的阻值約為200Ω，而待測(cè)電阻兩端電壓最大為3V，所以電路中的電流，小于電流表的分度值，無法用電流表測(cè)出待測(cè)電阻的電流，所以設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法是不可行的；

（2）實(shí)驗(yàn)的電路圖如下所示，

實(shí)驗(yàn)步驟：

①按照電路圖連好電路,將滑動(dòng)變阻器R1、R2滑片調(diào)到阻值最大處,閉合開關(guān)S和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2,使電壓表的示數(shù)接近滿偏,記下電壓表的示數(shù)U0；

②斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S和S1,記下電壓表的示數(shù)U1；

Rx的表達(dá)式：

Rx兩端的電壓，通過Rx的電流，

故Rx的阻值。