谭索同学想利用实验室所提供的器材测量未知电阻Rx(阻值约为1kΩ).实验室所提供的器材有:电压保持不变的电源(约为9V),滑动变阻器R(100Ω 2A),电流表(量程为0~0.6A,分度值为0.0

问题描述:

谭索同学想利用实验室所提供的器材测量未知电阻Rx(阻值约为1kΩ).实验室所提供的器材有:电压保持不变的电源(约为9V),滑动变阻器R(100Ω  2A),电流表(量程为0~0.6A,分度值为0.02A),电压表(量程为0~3V,分度值为0.1V)各一块,开关S1、S2两只,导线若干.

(1)谭索同学设计了如图所示的电路进行测量,你认为他能否测出未知电阻Rx?为什么?
(2)请你选用上述器材帮助谭索同学设计方案测出未知电阻Rx的阻值,要求:
①在虚框内画出实验电路图;
②根据你所设计的电路,写出实验步骤;
③写出Rx的表达式(用已知量和测得量表示).

(1)不能.
因为电路中电阻太大,当R=0Ω和R=100Ω时,I1=

9V
1000Ω
=0.009A;I2=
9V
1100Ω
=0.008A;因此电流表前后两次的示数均小于分度值,无法准确区分两次读数.
(2)①电路图如图所示

②a、将滑动变阻器调到最大值;
b、闭合S1,S2,测得电流I;
c、断开S2,用电压表测出滑动变阻器两端的电压U.
③、由②知:
当S1、S2同时闭合时,Rx被短路,只有R接入电路,则电源电压为:U=IR;
当S1闭合时,S2断开时,R、Rx串联接入电路,根据串联分压的原理知:
干路电流 I=
U
R
=
U
R
,即:
IR
R+RX
=
U
R
,解得:
Rx=
IR2
U
-R(R为最大值)(其他方法只要符合题意即可).