Question

某同学设计如图(a)所示电路来测量未知电阻 Rx 的阻值和电源电动势 E.

(1)实验器材有:电源(内阻不计),待测电阻 Rx,(约为 5Ω),电压表Ⅴ(量程为 3V,内阻约为 1kΩ),电流表(量程为 0.6A,内阻约为 2Ω),电阻 R0(阻值 3.2Ω),电阻箱 R(0-99.9Ω),单刀单掷开关 S₁,单刀双掷开关 S₂,导线若干. (1)根据图(a)所示电路图用笔画线代替导线在图(b)中完成实物电路的连接____．

(2)闭合开关 S1,将 S2 拨至 1 位置,调节电阻箱测得电压表和电流表的的示数分别为 2.97V 和 0.45A; 再将 S2 拨至 2 位置调节电阻箱测得电压表和电流表的的示数分别为 2.70V 和 0.54A.由上述数据可 测算出待测电阻 Rx=__________ Ω(结果保留两位有效数字);

(3)拆去电压表闭合开关 S1,保持开关 S2 与 2 的连接不变,多次调节电阻箱记下电流表示数和相应电阻箱的阻值 R,以为纵坐标,R 为横坐标作了--R图线如图(c)所示,根据图线求得电源电动势E=_______V.实验中随着电阻箱阻值的改变电阻箱消耗的功率 P 会发生变化,当电阻箱阻值 R=______ Ω时电阻箱消耗的功率最大(结果均保留两位有效数字)

Answer

4.8 5.0 5.0

【解析】

(1) (1)实物电路连线如图①②③；

；

(2) 当开关S1闭合，S2拨至1位置时，由欧姆定律可得U1=I1(RA+Rx)，当S2拨至2位置时，由欧姆定律可得U2=I2(RA+R0)，联立解得RA=1.8Ω，Rx=4.8Ω；

(3) 由闭合电路欧姆定律可得：变形得

可由斜率求得E=5.0V，或由截距及RA=1.8Ω求得E=5.0V；电阻箱消耗的功率

，当R=RA+R0=5.0Ω时，电阻箱消耗的功率最大．