Question

【題目】現有一個阻值為20的定值電阻R0，一個電壓約為30V的電源，一個量程為0~15V的電壓表，一個單刀雙擲開關、一個普通開關及導線若干，最大阻值約為20的滑動變阻器和最大阻值約為50Ω的滑動變阻器。請你利用上述器材設計實驗，測出約為10的未知電阻Rx的阻值。要求：

（1）畫出實驗電路圖；

（2）寫出主要的實驗步驟和需要測量的物理量；

（3）寫出待測電阻Rx的數學表達式（用已知量和測量量表示）。

Answer 1

【答案】（1）實驗電路如圖所示：

（2）實驗步驟：

① 按照電路圖連接電路；

② 將開關的“刀”擲于觸點“1”，記下電壓表的示數U1；

③ 將開關的“刀”擲于觸點“2”，記下電壓表的示數U2；

（3）

【解析】

（1）根據題中所給的器材和實驗設計要求，所設計的電路圖如圖所示：

（2）根據所設計的電路圖，擬定的實驗步驟為：

① 按照電路圖連接電路；

② 將開關的“刀”擲于觸點“1”，記下電壓表的示數U1；

③ 將開關的“刀”擲于觸點“2”，記下電壓表的示數U2；

（3）按照電路圖連接電路，則R0與Rx串聯，將開關的“刀”擲于觸點“1”，電壓表測量定值電阻R0兩端的電壓，根據歐姆定律有 ①；將開關的“刀”擲于觸點“2”，電壓表測量R0與Rx兩端電壓，根據歐姆定律有②；聯立①②解得：