Question

【題目】物理興趣活動課上，老師拿來一個滑動變阻器Rx，其銘牌上最大阻值已模糊不清，電阻約為200Ω，老師讓同學(xué)們測出它的最大阻值。除了此滑動變阻器，老師還提供的器材有：一節(jié)干電池（電壓約為1.5V）、一只電壓表（量程0~3V，分度值0.1V）、一塊電流表（量程0~0.6A，分度值0.02A）、一個最大阻值為100Ω的滑動變阻器R1、一個開關(guān)及若干導(dǎo)線。請你合理選擇器材，幫助同學(xué)們設(shè)計一個實驗方案，測出滑動變阻器Rx的最大阻值。要求：（電路不可重組）

(1)在虛線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的實驗電路圖并在圖上標(biāo)出滑動變阻器的符號；

(2)寫出主要實驗步驟及需要測量的物理量；

(3)寫出滑動變阻器Rx最大阻值的數(shù)學(xué)表達(dá)式。（用已知量和測量量表示）

Answer 1

【答案】(1) (2)①按照電路圖連好電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器Rx、R1的滑片P到最大阻值處，閉合開關(guān)S，記下電壓表的示數(shù)為U1。②調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片P到最左端，記下電壓表的示數(shù)為U0(3)

【解析】

(1) Rx的阻值約為200Ω，電源電壓1.5V，一個最大阻值為100Ω的滑動變阻器R1，一只電壓表（量程0~3V，分度值0.1V）、一塊電流表（量程0~0.6A，分度值0.02A），這里我們只用單個電壓表的測量方法，不用電流表，考慮到測量的電壓準(zhǔn)確程度，故只能將兩滑動變阻器串聯(lián)，將電壓表與待測電阻并聯(lián)，如圖所示：

(2)因為要測動變阻器Rx的最大阻值，所以需要將Rx調(diào)至最大值，我們只用電壓表，所以需要間接計算出電流大小，因為滑動變阻器只有兩端電阻已知，即0Ω和100Ω，所以分別使P滑到端點，測量出未知電阻的電壓，然后進(jìn)行計算。

(3) 當(dāng)R1滑片P滑倒最小值時，未知電阻的電壓等于電源電壓U0

當(dāng)R1滑片P滑到最大值時，記錄此時電壓表示數(shù)為U1，此時變阻器的電壓為

由歐姆定律知，此時電路電流為

待測電阻的大小