Question

實驗題為了測定待測電阻Rx的阻值，現有的實驗器材是：一個電源（兩極間電壓保持不變，但電壓數值未知），一個已知阻值為R₀的定值電阻，一個待測電阻（用Rx表示），一只電流表，一個單刀雙擲開關和若干導線．
（1）請用以上器材設計一個實驗電路（連好電路后不能再改變接線），測出待測電阻Rx的阻值．請畫出實驗電路圖．

（2）最主要的實驗步驟是：（用適當的字母表示測定的物理量）
①______． ②______．
（3）待測電阻Rx的表達式：Rx=______
（4）若在給出的器材中只將其中的一只電流表改為一只電壓表，請你重新設計一個實驗電路圖（連好電路后不能再改變接線），測量待測電阻凡的阻值（將實驗電路圖畫出，不需要說明實驗步驟）

Answer 1

（1）將定值電阻與待測電阻并聯，電流表與定值電阻串聯在同一支路，
利用單刀雙擲開關控制電流表所測電路電流，電路圖如圖一所示．
（2）實驗步驟是：①將S擲向1，讀出電流表讀數為I₁；
②將S擲向2，讀出電流表讀數為I₂．
（3）由實驗步驟及電路圖知，I₂是流過定值電阻R₀的電流，
則電源電壓U=R₀I₂；電流I₁是流過定值電阻與待測電阻的總電流，
由并聯電路的特點知：流過待測電阻的電流I_X=I₁-I₂；
則待測電阻的阻值R_X=

U

IX

=

I2R0

I1-I2

．
（4）定值電阻與滑動變阻器串聯，先用電壓表測定值電阻電壓，求出電路電流；
然后再測待測電阻電壓，由歐姆定律求出待測電阻阻值，電路圖如圖二所示．
故答案為：（1）電路圖如圖一所示；
（2）①將S擲向1，讀出電流表讀數為I₁；②將S擲向2，讀出電流表讀數為I₂．
（3）

I2R0

I1-I2

；
（4）電路圖如圖二所示．