有一电源和电阻连接组成的装置,只有M、N两个接线柱可供使用,如图所示,装置内电源的电压和电阻的阻值均未知,现要求测定此装置内电阻的阻值R.
(1)下列器材中:
a、一个未知最大阻值的滑动变阻器;
b、一个标有额定电压的灯泡;
c、一个已知阻值为R0的定值电阻;
d、一个量程合适的电流表;
e、一个单刀双掷开关:“”
根据你设计的方法,必须选用的器材是______(填字母).
(2)简要说明测量方法,并写出需要测量的物理量(用字母表示),并画出电路图.
(3)写出计算电阻阻值的表达式:R=______.
网友回答
解:(1)经分析可知,要选择的实验器材是:一个已知阻值为R0的定值电阻,一个量程合适的电流表,一个单刀双掷开关,
即c、d、e;
(2)用电流表测出R和R0串联时的电流I1;用电流表测出只接R时的电流I2;
根据欧姆定律和串联电路的电压和电流规律分析,电路图如下:
(3)当开关与R0连接时,电流为I1,电源电压U=I1(R+R0);
只接R时的电流为I2,电源电压U=I2R;
则I1(R+R0)=I2R,
即R=.
解析分析:要求未知电阻的阻值,根据欧姆定律可知只需测出两端的电压和电流即可,但实验器材中没有电压表,所以可以通过串联电路的电压规律,利用已知的电阻求出两端电压.
点评:此类实验设计问题考查很全面,要学会选择实验器材,根据实验器材设计合理电路,根据串联电路的电流和电压规律分析求解.