一、用电压表和定值电阻测电阻
1. 如图12-5-16所示,$R_x$为待测电阻,$R_0$为阻值已知的定值电阻。
(1)把待测电阻$R_x$与已知电阻$R_0$串联接入电路中。
(2)用电压表分别测出电阻$R_x$、$R_0$两端的电压$U_1$、$U_2$,则此时通过$R_x$的电流为

图12-5-16
1. 如图12-5-16所示,$R_x$为待测电阻,$R_0$为阻值已知的定值电阻。
(1)把待测电阻$R_x$与已知电阻$R_0$串联接入电路中。
(2)用电压表分别测出电阻$R_x$、$R_0$两端的电压$U_1$、$U_2$,则此时通过$R_x$的电流为
$\dfrac{U_2}{R_0}$
,待测电阻$R_x$的阻值为$\dfrac{U_1}{U_2}· R_0$
。图12-5-16
答案
1. $\dfrac{U_2}{R_0}$ $\dfrac{U_1}{U_2}· R_0$
解析
【分析】
要解决这个问题,首先明确电路连接方式:待测电阻$R_x$与定值电阻$R_0$串联,根据串联电路的电流特点,通过两者的电流相等。我们已知$R_0$的阻值和它两端的电压$U_2$,可先利用欧姆定律求出通过$R_0$的电流,该电流等于通过$R_x$的电流;再结合$R_x$两端的电压$U_1$,利用欧姆定律即可求出$R_x$的阻值。
【解析】
1. 由于$R_x$与$R_0$串联,根据串联电路电流处处相等的特点,可得通过$R_x$的电流$I_x = I_0$($I_0$为通过$R_0$的电流)。
2. 对定值电阻$R_0$,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,代入$R_0$和其两端电压$U_2$,得$I_0=\frac{U_2}{R_0}$,因此通过$R_x$的电流为$\frac{U_2}{R_0}$。
3. 对待测电阻$R_x$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,已知$R_x$两端电压为$U_1$,电流为$I_x=\frac{U_2}{R_0}$,则$R_x=\frac{U_1}{I_x}=\frac{U_1}{\frac{U_2}{R_0}}=\frac{U_1}{U_2}· R_0$。
【答案】
$\dfrac{U_2}{R_0}$;$\dfrac{U_1}{U_2}· R_0$
【知识点】
串联电路电流特点;欧姆定律应用;测电阻
【点评】
本题是利用串联电路规律和欧姆定律测未知电阻的基础题,属于伏安法测电阻的变形应用,核心是利用串联电流相等的特点,结合已知定值电阻和电压表示数推导未知电阻,是电学实验的常考题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这个问题,首先明确电路连接方式:待测电阻$R_x$与定值电阻$R_0$串联,根据串联电路的电流特点,通过两者的电流相等。我们已知$R_0$的阻值和它两端的电压$U_2$,可先利用欧姆定律求出通过$R_0$的电流,该电流等于通过$R_x$的电流;再结合$R_x$两端的电压$U_1$,利用欧姆定律即可求出$R_x$的阻值。
【解析】
1. 由于$R_x$与$R_0$串联,根据串联电路电流处处相等的特点,可得通过$R_x$的电流$I_x = I_0$($I_0$为通过$R_0$的电流)。
2. 对定值电阻$R_0$,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,代入$R_0$和其两端电压$U_2$,得$I_0=\frac{U_2}{R_0}$,因此通过$R_x$的电流为$\frac{U_2}{R_0}$。
3. 对待测电阻$R_x$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,已知$R_x$两端电压为$U_1$,电流为$I_x=\frac{U_2}{R_0}$,则$R_x=\frac{U_1}{I_x}=\frac{U_1}{\frac{U_2}{R_0}}=\frac{U_1}{U_2}· R_0$。
【答案】
$\dfrac{U_2}{R_0}$;$\dfrac{U_1}{U_2}· R_0$
【知识点】
串联电路电流特点;欧姆定律应用;测电阻
【点评】
本题是利用串联电路规律和欧姆定律测未知电阻的基础题,属于伏安法测电阻的变形应用,核心是利用串联电流相等的特点,结合已知定值电阻和电压表示数推导未知电阻,是电学实验的常考题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
二、用电流表和定值电阻测电阻
2. 如图12-5-17所示,$R_x$为待测电阻,$R_0$为阻值已知的定值电阻。
(1)把待测电阻$R_x$与已知电阻$R_0$并联接入电路中。
(2)用电流表分别测出通过电阻$R_x$、$R_0$的电流$I_1$、$I_2$,则此时$R_x$两端的电压为

2. 如图12-5-17所示,$R_x$为待测电阻,$R_0$为阻值已知的定值电阻。
(1)把待测电阻$R_x$与已知电阻$R_0$并联接入电路中。
(2)用电流表分别测出通过电阻$R_x$、$R_0$的电流$I_1$、$I_2$,则此时$R_x$两端的电压为
$I_2R_0$
,待测电阻$R_x$的阻值为$\dfrac{I_2R_0}{I_1}$
。答案
2. $I_2R_0$ $\dfrac{I_2R_0}{I_1}$
解析
【分析】首先观察电路图,明确待测电阻$R_x$与已知定值电阻$R_0$为并联关系,电流表$\mathrm{A}_1$测通过$R_x$的电流$I_1$,电流表$\mathrm{A}_2$测通过$R_0$的电流$I_2$。根据并联电路的电压规律,各支路两端电压相等,因此$R_x$两端的电压等于$R_0$两端的电压,可先通过已知的$R_0$和电流$I_2$算出$R_0$的电压,再结合欧姆定律求出$R_x$的阻值。
【解析】1. 确定电路规律:由图可知,$R_x$与$R_0$并联,根据并联电路的电压特点,各支路两端电压相等,即$U_x = U_0$。
2. 计算$R_x$两端的电压:根据欧姆定律$U=IR$,$R_0$两端的电压$U_0 = I_2R_0$,因此$R_x$两端的电压$U_x = U_0 = I_2R_0$。
3. 计算待测电阻$R_x$的阻值:已知通过$R_x$的电流为$I_1$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,可得$R_x$的阻值$R_x = \frac{U_x}{I_1} = \frac{I_2R_0}{I_1}$。
【答案】$I_2R_0$;$\dfrac{I_2R_0}{I_1}$
【知识点】并联电路电压规律、欧姆定律
【点评】本题是利用并联电路特点和欧姆定律测量未知电阻的基础题型,考查对并联电路规律和欧姆定律的基础应用,属于常规的电阻测量拓展题。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定电路规律:由图可知,$R_x$与$R_0$并联,根据并联电路的电压特点,各支路两端电压相等,即$U_x = U_0$。
2. 计算$R_x$两端的电压:根据欧姆定律$U=IR$,$R_0$两端的电压$U_0 = I_2R_0$,因此$R_x$两端的电压$U_x = U_0 = I_2R_0$。
3. 计算待测电阻$R_x$的阻值:已知通过$R_x$的电流为$I_1$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,可得$R_x$的阻值$R_x = \frac{U_x}{I_1} = \frac{I_2R_0}{I_1}$。
【答案】$I_2R_0$;$\dfrac{I_2R_0}{I_1}$
【知识点】并联电路电压规律、欧姆定律
【点评】本题是利用并联电路特点和欧姆定律测量未知电阻的基础题型,考查对并联电路规律和欧姆定律的基础应用,属于常规的电阻测量拓展题。
【难度系数】0.6
三、用电流表(或电压表)和电阻箱测电阻
3. 用如图12-5-18所示的电路来测量待测电阻$R_x$的阻值,$R$为电阻箱。

图12-5-18
(1)将开关S拨到a,记下电流表的示数$I$。
(2)再将开关S拨到b,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为
3. 用如图12-5-18所示的电路来测量待测电阻$R_x$的阻值,$R$为电阻箱。
图12-5-18
(1)将开关S拨到a,记下电流表的示数$I$。
(2)再将开关S拨到b,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为
$I$
,读出此时电阻箱的阻值$R$。由于电源电压一定,电流$I$相等,则$R_x=$$R$
。答案
3. $I$ $R$
解析
【分析】
本题采用等效替代法测量待测电阻$R_x$的阻值,解题核心是利用电源电压不变,当两次电路中电流相等时,前后两次接入的电阻等效。具体思路:先将开关S拨到a,记录此时电路的电流;再将开关S拨到b,调节电阻箱使电流与之前相等,此时电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值。
【解析】
当开关S拨到a时,电路为$R_x$与$R_0$串联,电源电压$U = I(R_x + R_0)$;当开关S拨到b时,调节电阻箱使电流表示数仍为$I$,此时电路为电阻箱$R$与$R_0$串联,电源电压$U = I(R + R_0)$。由于电源电压不变,联立两式可得:$I(R_x + R_0) = I(R + R_0)$,约去相同项后得到$R_x = R$。因此,调节电阻箱后电流表的示数需为$I$,待测电阻$R_x$等于电阻箱的阻值$R$。
【答案】
$I$;$R$
【知识点】
电阻的测量;等效替代法
【点评】
本题是等效替代法测电阻的典型基础题,利用等效替代思想简化了待测电阻的测量过程,无需计算复杂的电压、电流关系,操作简便,是物理实验中测电阻的常用方法。
【难度系数】
0.6
本题采用等效替代法测量待测电阻$R_x$的阻值,解题核心是利用电源电压不变,当两次电路中电流相等时,前后两次接入的电阻等效。具体思路:先将开关S拨到a,记录此时电路的电流;再将开关S拨到b,调节电阻箱使电流与之前相等,此时电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值。
【解析】
当开关S拨到a时,电路为$R_x$与$R_0$串联,电源电压$U = I(R_x + R_0)$;当开关S拨到b时,调节电阻箱使电流表示数仍为$I$,此时电路为电阻箱$R$与$R_0$串联,电源电压$U = I(R + R_0)$。由于电源电压不变,联立两式可得:$I(R_x + R_0) = I(R + R_0)$,约去相同项后得到$R_x = R$。因此,调节电阻箱后电流表的示数需为$I$,待测电阻$R_x$等于电阻箱的阻值$R$。
【答案】
$I$;$R$
【知识点】
电阻的测量;等效替代法
【点评】
本题是等效替代法测电阻的典型基础题,利用等效替代思想简化了待测电阻的测量过程,无需计算复杂的电压、电流关系,操作简便,是物理实验中测电阻的常用方法。
【难度系数】
0.6
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