解题思路:用伏安法测电阻需要一只电压表、一只电流表.而本题只给一只电压表,另给了一只已知阻值的电阻R0.于是我们想到是否可以利用串联电路中电压分配跟电阻的关系:
U
x
U
0
=
R
x
R
0
.因此只要用电压表分别测出U0和Ux,就可以用Rx=
U
x
R
0
U
0
来求出Rx.
(1)由于题目要求只连接一次电路,而且只给了一个开关,所以不能做到只用一只电压表来分别测出U0和Ux,但串联电路电压关系U=U0+Ux,这里U是电源电压.因此U0和Ux两者中,用电压表测出其中一个电压;再通过开关的切换
测出电源电压,就可得知另一个电压.根据以上考虑,可设计出电路图如图所示:
(2)实验步骤:①闭合开关S0,断开开关S,读出电压表示数Ux;
②闭合开关S0、S,读出电压表示数U;
③断开开关S0、S.
(3)由(2)知:当开关断开时,电压表测的是电阻Rx两端的电压,为Ux;
当开关闭合时,电压表测的是电阻R0和Rx两端的总电压,为U;
那么R0两端的电压为:U0=U-Ux;
由串联电路的分压规律可得:
Ux
U0=
Rx
R0;
则:电阻Rx的表达式:Rx=
UxR0
U0.
点评:
本题考点: 串联电路的电压规律;串、并联电路的设计;电压表的使用.
考点点评: 本题是伏安法测电阻的拓展问题,解题关键在于运用等效思维方法,灵活运用电学知识分析和解决问题.