物理课上老师请同学们设计一个测出未知电阻Rx的电路,各组同学都提出了自己的设计方案,下面是其中两组同学的实验方案:甲组:(1)器材;电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压未知)未知电阻Rx和若干导线;(2)电路如图1所示;(3)设电压表的读数为U,电流表的读数为I,请你写出未知电阻Rx的表达式:Rx=________若在该实验中移动滑动变阻器的滑片,发现两表读数没有随之改变,试分析其可能的原因是:________乙组:(1)器材;电压表、已知阻值电阻R、开关、电源(电压未知)、未知阻值电阻Rx和若干导线;(2)电路如图2所示;(3)设电压表的读数:只闭合S1和S3时为U1;只闭合S1和S2时为U2:请你写出未知数Rx的表达式Rx________请你对以上两组电路设计做出简要评价:________.
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解:甲组:①由图1可知,电压表测Rx两端的电压,电流表测通过Rx的电流,根据欧姆定律可得:Rx=;②接好电路后闭合开关,发现两表读数没有随之改变,原因:可能是滑动变阻器没有“一上一下”连接,可能是电流表与滑动变阻器并联,可能是电流表与电压表位置换接等.乙组:①由图2可知,只闭合S1和S3时,两电阻串联,电压表测电源的电压;当只闭合S1和S2时,两电阻串联,电压表测Rx两端的电压;∵串联电路中总电压等于各分电压之和,∴R两端的电压UR=U1-U2,∵串联电路中各处的电流相等,∴根据欧姆定律可得:I==,即=,解得:Rx=;②两种方法均可行,但甲组的方法可减小误差.因为甲组中串联了一个滑动变阻器,可以通过移动滑片尽可能使两表的示数为整数,这样便于读数,同时使用变阻器可以进行多次测量,从而可以求平均值减小误差.而乙组的方法只能测量一次,且有可能电流表的示数正好不在整数刻度上,这样就会出现读数误差,从而造成测量误差大.故