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物理必考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

2024-01-15 18:59:54信息公告314

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:YUm物理好资源网(原物理ok网)

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;YUm物理好资源网(原物理ok网)

(2)电路如图1所示;YUm物理好资源网(原物理ok网)

(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=________YUm物理好资源网(原物理ok网)

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:________YUm物理好资源网(原物理ok网)

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;YUm物理好资源网(原物理ok网)

(2)电路如图2所示;YUm物理好资源网(原物理ok网)

(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________YUm物理好资源网(原物理ok网)

请你对以上两组电路设计做出简要评价:________.YUm物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

解:甲组:YUm物理好资源网(原物理ok网)

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=;YUm物理好资源网(原物理ok网)

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.YUm物理好资源网(原物理ok网)

乙组:YUm物理好资源网(原物理ok网)

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;YUm物理好资源网(原物理ok网)

∵串联电路中总电压等于各分电压之和,YUm物理好资源网(原物理ok网)

∴R两端的电压UR=U1-U2YUm物理好资源网(原物理ok网)

∵串联电路中各处的电流相等,YUm物理好资源网(原物理ok网)

∴根据欧姆定律可得:I==,即=,YUm物理好资源网(原物理ok网)

解得:Rx=;YUm物理好资源网(原物理ok网)

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.YUm物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:YUm物理好资源网(原物理ok网)

甲组:;滑动变阻器的接线柱接错(其他答案合力也可);YUm物理好资源网(原物理ok网)

乙组:;甲组设计的电路可以方便的进行多次测量求平均值,减小误差;乙组设计的电路只能测量一次,测量误差较大.YUm物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

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的阻值;YUm物理好资源网(原物理ok网)

②移动滑动变阻器滑片,电压表与电流表示数不变,说明滑动变阻器不能改变电路电阻,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;YUm物理好资源网(原物理ok网)

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,根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,再根据欧姆定律表示出通过两电阻的电流,利用串联电路的电流特点建立等式即可求出Rx的表达式;YUm物理好资源网(原物理ok网)

②甲组因为有滑动变阻器,所以可以实现多次测量,从而多测几组数据,就可以求平均值以减小误差.乙组只能测量一次,读数也可能会有较大的误差.YUm物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了测电阻的两种方法,第一种方法是基本方法,比较方便、准确;第二种方法是特殊方法,需要依据并联电路的一些规律,涉及的知识较多,开阔了学生的视野.YUm物理好资源网(原物理ok网)