1. 用如图12-5-13所示的电路测量电阻$R_{x}$的阻值,其中电源电压恒定,定值电阻$R_{0}$的阻值已知。请将下列实验步骤补充完整(指出各物理量的名称并用相应的符号表示)。

(1)按照电路图连接好实物电路。
(2)首先只闭合开关$S$,测出$R_{x}两端的电压U_{x}$。
(3)再闭合开关$S_{1}$,测出
(4)待测电阻的阻值$R_{x}= $
(1)按照电路图连接好实物电路。
(2)首先只闭合开关$S$,测出$R_{x}两端的电压U_{x}$。
(3)再闭合开关$S_{1}$,测出
电源电压U
。(4)待测电阻的阻值$R_{x}= $
$\frac {U_{x}}{U-U_{x}}R_{0}$
(用测得的物理量和已知量的符号表示)。答案
(3)电源电压U
(4)$\frac {U_{x}}{U-U_{x}}R_{0}$
解析
【解析】
(3) 当只闭合开关S时,$R_0$与$R_x$串联,电压表测$R_x$两端电压$U_x$;再闭合开关$S_1$时,$R_0$被短路,电压表测电源两端的电压,记为$U$。
(4) 只闭合开关S时,$R_0$两端的电压$U_0 = U - U_x$,串联电路电流处处相等,故电路中的电流$I = \frac{U_0}{R_0} = \frac{U - U_x}{R_0}$,同时$I = \frac{U_x}{R_x}$,联立可得$R_x = \frac{U_x}{U - U_x}R_0$。
【答案】
(3) 电源电压$U$
(4) $\frac{U_{x}}{U-U_{x}}R_{0}$
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律
【点评】
本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,通过开关的通断改变电路连接方式,利用已知电阻测量未知电阻,重点是灵活运用串联电路的电压、电流规律。
【难度系数】
0.6
(3) 当只闭合开关S时,$R_0$与$R_x$串联,电压表测$R_x$两端电压$U_x$;再闭合开关$S_1$时,$R_0$被短路,电压表测电源两端的电压,记为$U$。
(4) 只闭合开关S时,$R_0$两端的电压$U_0 = U - U_x$,串联电路电流处处相等,故电路中的电流$I = \frac{U_0}{R_0} = \frac{U - U_x}{R_0}$,同时$I = \frac{U_x}{R_x}$,联立可得$R_x = \frac{U_x}{U - U_x}R_0$。
【答案】
(3) 电源电压$U$
(4) $\frac{U_{x}}{U-U_{x}}R_{0}$
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律
【点评】
本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,通过开关的通断改变电路连接方式,利用已知电阻测量未知电阻,重点是灵活运用串联电路的电压、电流规律。
【难度系数】
0.6
2. 小航利用电阻箱设计了测量$R_{x}$阻值的实验电路图,如图12-5-14所示,图中$R_{0}$为电阻箱,$R_{x}$为待测电阻。他的实验步骤如下:

(1)按照电路图连接好实物电路,将电阻箱的阻值调至
(2)闭合开关$S_{1}$、$S_{2}$,调节滑动变阻器的滑片$P$,使电流表的指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数$I$。
(3)断开开关$S_{2}$,再闭合开关$S_{3}$,保持滑动变阻器的滑片$P$位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数
(4)待测电阻的阻值$R_{x}= $
(1)按照电路图连接好实物电路,将电阻箱的阻值调至
最大
(选填"最大"或"最小"),将滑动变阻器的滑片$P$置于a
(选填"$a$"或"$b$")端。(2)闭合开关$S_{1}$、$S_{2}$,调节滑动变阻器的滑片$P$,使电流表的指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数$I$。
(3)断开开关$S_{2}$,再闭合开关$S_{3}$,保持滑动变阻器的滑片$P$位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数
等于
(选填"大于""小于"或"等于")$I$,读出电阻箱连入电路的阻值$R_{1}$。(4)待测电阻的阻值$R_{x}= $
$R_{1}$
。答案
(1)最大 a
(3)等于
(4)$R_{1}$
解析
【解析】
(1)为保护电路,连接电路时电阻箱阻值应调至最大,滑动变阻器滑片$P$应置于$a$端(此时滑动变阻器接入电路的阻值最大);
(3)本实验利用等效替代法,断开$S_{2}$、闭合$S_{3}$后,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电流表示数等于步骤(2)中的示数$I$,此时电阻箱的阻值与待测电阻$R_{x}$阻值相等;
(4)根据等效替代的原理,待测电阻$R_{x}$的阻值等于电阻箱连入电路的阻值$R_{1}$。
【答案】
(1)最大;$a$
(3)等于
(4)$R_{1}$
【知识点】
等效替代法测电阻;电路保护
【点评】
本题考查等效替代法测量未知电阻的实验,涉及电路保护的操作要点和等效替代的实验原理,需理解控制滑动变阻器阻值不变时,电流相等则电阻等效的思想。
【难度系数】
0.6
(1)为保护电路,连接电路时电阻箱阻值应调至最大,滑动变阻器滑片$P$应置于$a$端(此时滑动变阻器接入电路的阻值最大);
(3)本实验利用等效替代法,断开$S_{2}$、闭合$S_{3}$后,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电流表示数等于步骤(2)中的示数$I$,此时电阻箱的阻值与待测电阻$R_{x}$阻值相等;
(4)根据等效替代的原理,待测电阻$R_{x}$的阻值等于电阻箱连入电路的阻值$R_{1}$。
【答案】
(1)最大;$a$
(3)等于
(4)$R_{1}$
【知识点】
等效替代法测电阻;电路保护
【点评】
本题考查等效替代法测量未知电阻的实验,涉及电路保护的操作要点和等效替代的实验原理,需理解控制滑动变阻器阻值不变时,电流相等则电阻等效的思想。
【难度系数】
0.6
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