某同学所在的学习小组,在测定未知电阻Rx的实验中,手边只有一个未知电压的电源、一个阻值已知的定值电阻R0、一只电流表、4个开关、一个待测电阻Rx和若干导线,缺少一只电压表.学习小组决定:“只用现有器材,在不拆卸电流表的条件下,设计实验电路图.”小组成员设计出了能满足上述要求的实验电路如图所示.
(1)请你根据这个电路图,写出测量Rx的实验步骤:
(2)被测电阻的表达式Rx=______;
(3)在不增加实验器材的条件下,你对这个实验电路图的改进建议是:
(4)请根据你的建议,在虚线框内画出你重新设计的电路图.
网友回答
解:(1)①断开S1、S4,闭合S2、S3,测出通过R0中的电流I0;
②断开S2、S3,闭合S1、S4,测出通过Rx中的电流Ix.
(2)Rx===;
(3)去掉两个开关,便于操作.
(4)使两个电阻并联,S1与Rx串联,电流表与R0并联,开关S2连接两条支路,可使电流表测量R0所在的支路电流和干路电流,如图所示:
解析分析:(1)根据开关的不同组合,测量支路R0中的电流和Rx中的电流,再根据公式R=得出其电阻值,据此设计实验步骤;
(2)根据测量值,根据R=得出其电阻值;
(3)利用两个开关的不同状态,并可测量出位置电阻的阻值;
(4)根据两个开关的不同状态,测量支路R0中的电流和干路电流,根据并联电路电流的特点求出通过Rx中的电流,最后根据公式R=也可得出其电阻值,据此设计实验电路图.
点评:此题考查了测量电阻的方法,要掌握测量原理R=,若没有电压表,则用电流表和定值电阻来代替电压表;若没有电流表,则用定值电阻与电压表来代替电流表.