物理小组活动时,老师要求大家试着用一块电压表和阻值为R0的定值电阻等器材,通过实验测算出待测电阻的电阻值RX.如图所示为小利所连接的部分电路.
(1)电路中还缺少一根导线,请你帮助小利完成电路的连接,并画出实验电路图.
(2)正确连接电路后,只闭合开关S1时,电压表的示数为U1;开关S1、S2都闭合时,电压表的示数为U2.如果电源两端电压恒定不变,则RX=________.
解:(1)由题意可知,开关S2与RX并联,电压表与R0并联,所以所缺少的导线应为S2的左接线柱与RX的右接线柱相连,其连接图与电路图如图所示;
(2)读图可知,电压表与R0并联,开关S2与RX并联,当S2断开时,电路是串联电路,电压表的示数为U1,电路中的电流为;开关S1、S2都闭合时,RX被短路,电压表的示数为U2,也就电源电压,则RX两端的电压为U2-U1,所以RX=.
故答案为:(1)如图;(2).
(1)通过题意分析,用一块电压表来测量电阻RX是要通过开关的通断来改变电路的性质,从而表示出RX两端的电压和它的电流,再利用欧姆定律求出电阻.因此,开关S2要与RX并联,电压表应与R0并联;
(2)画出电路图,结合图可以看出,当开关S2断开时,电路为串联电路,当开关S2闭合时,电路中只有R0工作,这样就可以通过欧姆定律表示出要求的量了.
点评:此题中,通过分析明确题意,找出是如何利用一块电压表测出未知电阻的,是问题的突破口,这里的巧妙之处就在于对开关的合理运用,通过开关改变电路的性质,从而得出我们想要的数据,最终利用欧姆定律计算出待测电阻的值.考查的角度较为新颖、有一定的创新性,值得我们学习和借鉴.
高考物理16大解题技巧:物理所追求的最高境界即“把复杂问题简单化”,所以平时我们“遇到复杂问题要绞尽脑汁、尽可能想出多种解决方法,从中选用最简单的方法去作答”。