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、一個開關及若干導線。請你合理選擇器材，幫助同學們設計一個實驗方案，測出滑動變阻器Rx的最大阻值。要求：（電路不可重組）

(1)在虛線框內畫出你所設計的實驗電路圖并在圖上標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最大阻值的數學表達式。（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，調節滑動變阻器Rx、R1的滑片P到最大阻值處，閉合開關S，記下電壓表的示數為U1。②調節滑動變阻器R1的滑片P到最左端，記下電壓表的示數為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確程度，故只能將兩滑動變阻器串聯，將電壓表與待測電阻并聯，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，然后進行計算。

(3) 當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R1滑片P滑到最大值時，記錄此時電壓表示數為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