12.小明同学测量某未知电阻的阻值(整个实验过程中,电源电压保持不变)![]()
(1)按照图甲电路图正确连接电路后,闭合开关,小明发现电流表无示数,但电压表示数很大.电路中出现的故障原因是R0断路.
(2)排除故障后,电流表和电压表的示数如图乙所示,则R0=6.25Ω.接下来小明调整变阻器的滑片继续测量,这样做的目的是多次测量取平均值,减小测量的误差;.
(3)小明想利用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值,但发现电流表已经损坏.小华帮他设计另一个实验方案:利用图丙所示的电路,先闭合开关S、S1,记下电压表的示数U1,再断开S1,记下电压表示数U2.则Rx=$frac{{U}_{1}{-U}_{2}}{{U}_{2}}$×R0(表达式用测得的量与已知量表示).
(4)小明看了一下滑动变阻器的铭牌标有“20Ω 2A”,他认为在电流表损坏的情况下,利用原电路(图甲)也能测量出Rx的阻值,其实验方案是断开开关,用导线取代电流表,将滑片移动到最左端,闭合开关,电路中只有RX,电压表的示数U即为电源电压;再将滑片移动到最右端,记下电压表的示数U′,此时R0与20Ω的定值电阻串联,根据串联电路电压的规律,20Ω的定值电阻两端的电压为U-U′,则电路中电流大小为I=$frac{U-U′}{20Ω}$,待测电阻RX=$frac{U′}{frac{U-U′}{20Ω}}=frac{U′}{U-U′}$×20Ω;.
(5)第(4)问中小明的实验方案中最大不足之处是只能测量一次,实验误差较大,应该如何改进可改变电源电压的大小,多次测量取平均值减小误差.
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