(2013?西城區(qū)二模)為了測出未知電阻Rx的電阻,小剛根據(jù)實驗桌上已備有的實驗器材:電壓為U的滿足實驗要求的電源,已知阻值為R0的定值電阻,電流表A、滑動變阻器、單刀雙擲開關(guān)S及導(dǎo)線若干,設(shè)計了如圖所示的電路.
(1)小剛設(shè)計的實驗操作步驟:
①將開關(guān)擲向觸點a,移動滑片P至某位置,使電流表的示數(shù)為某一適當(dāng)數(shù)值;讀出電流表的示數(shù),記為I1;
②將開關(guān)擲向觸點b,保持滑動變阻器滑片位置不變,讀出電流表的示數(shù),記為I2
(2)請你用測得的物理量I1、I2和已知物理量U、R0寫出Rx的表達(dá)式:Rx=
U(I2-I1)
I1I2
+R0
U(I2-I1)
I1I2
+R0
分析:S擲向a時,測出電路電流I1,U=I1(R'+RX),有兩個未知量,無法求出RX
S擲向b時,測出電路電流I2,U=I2(R+R0),其中的R可以用電源電壓U、I2、R0來表示,所以R=
U
I2
-R0
故采用滑片的位置不動,電源電壓一定,S擲向a和S擲向b,找電源電壓相同列等式求解.
則等式為:I1(RX+R)=I2(R0+R),求出RX
解答:解:S擲向b時,測出電路電流I2,U=I2(R+R0),所以R=
U
I2
-R0
S擲向a時,測出電路電流I1,U=I1(R'+RX),有兩個未知量,無法表示出RX
要測出RX,當(dāng)S擲向b時,保持滑動變阻器的滑片不變.
I1(RX+R)=I2(R0+R),
把R=
U
I2
-R0代入上式得,
所以,RX=
U(I2-I1)
I1I2
+R0
故答案為:
U(I2-I1)
I1I2
+R0
點評:計實驗和計算中,采用開關(guān)閉合與斷開、滑片移動等改變電路連接,找前后兩個過程電源電壓相等是很常用的類型,一定要掌握.
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