Question

【題目】小明要測量一個阻值約為200Ω的電阻Rx的阻值，實驗室中提供的器材有：

2節完全相同的舊干電池，兩個開關S1、S2，導線若干。另外還有可供選擇的器材：

A．電壓表V1（量程0﹣3V）

B．電壓表V2（量程0﹣15V）

C．定值電阻R1（阻值5Ω）

D．定值電阻R2（阻值800Ω）

請你幫助小明設計實驗，精確測量（見小貼士）Rx的阻值

（1）你選擇的器材是_____（填寫字母序號）；

（2）畫出實驗電路圖_______

（3）寫出主要的實驗步驟和需要測量的物理量________

（4）寫出待測電阻Rx的字母表達式_____（用己知量和測量量表示）。

小貼士：為使讀數更準確，常常在測量時要求電表示數必須超過量程的一半。

Answer 1

【答案】A、D ①閉合S1、S2，記下電壓表示數U；②再斷開S1，記下電壓表示數U2 ×800Ω

【解析】

（1）（2）沒有電流表，故電壓表和已知電阻應起到電流表的測量作用，將待測電阻和已知電阻串聯；根據電源為2節完全相同的舊干電池確定電源電壓小于3V；根據待測電阻大小和測量時要求電表示數必須超過量程的一半，結合串聯電路的分壓原理，確定選用的電壓表和選用的定值電阻大小，為測量出電源電壓大小，將開關S1與待測電阻并聯，據此確定選用的器材、畫出電路圖；
（3）先測量出電源電壓，再測量出兩電阻串聯時定值電阻的電壓；
（4）根據串聯電路的規律和歐姆定律得出待測電阻Rx的字母表達式。

（1）2節完全相同的舊干電池，電源電壓小于3V，故選用電壓表V1（0-3V）；測量時要求電表示數必須超過量程的一半，因待測電阻約為200Ω，根據串聯電路的分壓原理，故選用電壓表V1（0-3V）與較大的電阻R2并聯；為測量出電源電壓，將開關S1與待測電阻并聯，（若選用定值電阻R1電阻，因這個電阻太小，則兩次電壓表示數基本相同），故選用的器材是A、D；

（2）待測電阻與R2串聯，開關S1與待測電阻并聯，開關S2與控制整個電路，電壓表與待測電阻并聯，如下圖所示：

（3）實驗步驟：①閉合S1、S2，記下電壓表示數U；②再斷開S1，記下電壓表示數U2；

（4）在①中，待測電阻短路，故電源電壓為U；在②中，兩電阻串聯，由歐姆定律，電路中的電流：，根據串聯電路的規律和歐姆定律，待測電阻：。