Question

有一只電壓表，量程已知，內阻R_V已知，另有一電池（電動勢未知但不超過電壓表的量程，內阻不計），請用這只電壓表和電池，再用一個電鍵和一些連接用的導線，設計測量某一高值電阻R_x的實驗方法．
（1）畫出實驗的電路；
（2）簡要的實驗步驟是：①

 

；②

 

；③

 

．
（3）需要測量的實驗數據是

 

，測量公式是

 

．

Answer 1

分析：本題（1）的關鍵是根據高值待測電阻與電壓表內阻接近，所以可想到將待測電阻與電壓表串聯使用，由于由一個電鍵，可將電鍵與待測電阻并聯，然后再與電壓表串聯即可；題（2）根據閉合電路歐姆定律即可得出測量步驟；題（3）根據兩次得出的表達式，解出待測電阻表達式即可．

解答：解：（1）電路圖如圖所示：

（2）實驗步驟：①按電路圖連接實物圖，
②閉合電鍵，讀出電壓表的示數

U

1

，
③斷開電鍵，讀出電壓表的示數

U

2

，
（3）根據歐姆定律，由步驟②應有：E=

U

1

由步驟③應有：E=

U

2

+

U   2

R   V

?R

x

聯立以上兩式可得

R

x

=

(U   1 -U   2 )R   V

U   2

所以需要測量的數據是兩次電壓表的讀數

U

1

和

U

2

；待測電阻的表達式為

R

x

=

(U   1 -U   2 )R   V

U   2

．
故答案為：
（1）如圖
（2）①按電路圖連接實物圖，②閉合電鍵，讀出電壓表的示數

U

1

，③斷開電鍵，讀出電壓表的示數

U

2

（3）兩次電壓表的讀數

U

1

和

U

2

，

R

x

=

(U   1 -U   2 )R   V

U   2

點評：對電學實驗設計題目，要根據給出的器材，畫出各種可能的電路圖，再根據有關物理規律列出表達式，能解出待測量的即可行．