Question

如圖所示，（甲）是一單刀雙擲開關的實物圖，它的符號如圖（乙）所示．圖（丙）是單刀雙擲開關的電路控制作用的一個實例．當S與“1”接觸時，燈泡E1發(fā)光，當S接觸“2”時，燈泡E2發(fā)光．現(xiàn)有如下器材：一個電源（兩極間電壓保持不變，但電壓數(shù)值未知）、一個電阻箱（用R0表示）、一個電壓表（最大量程大于電源兩極間電壓）、一個待測電阻（用R_X表示）、一個單刀雙擲開關、導線若干
（1）根據(jù)以上所給器材，在虛線框內(nèi)設計一個能測量并計算出待測電阻RX的規(guī)范電路圖（連接好后在實驗過程中不能拆卸）．

（2）寫出測量的操作步驟及所測量的物理量．
（3）寫出用測量的量計算R_X的表達式．

Answer 1

分析：單刀雙擲開關在這里的作用是改變電路的性質(zhì)，使變阻箱與待測電阻要么串聯(lián)，要么單個接入，這樣就可以得到電源電壓和兩元件之間的電壓，再通過串聯(lián)得到電流，即可用公式計算待測電阻的阻值．

解答：解：（1）如圖，用電壓表測R₀兩端的電壓，單刀雙擲開關可控制待測電阻是否接入電路；

（2）步驟：S接1時，測出電源兩極間電壓U；S接2時，測出R₀兩端電壓U₀；
（3）R_X兩端的電壓U_X=U-U₀，R_X的電流I_X=

U0

R0

，代入公式R_X=

UX

IX

=

U-U0

U0

R0．

點評：本題的考查既是對單刀雙擲開關的一個靈活運用，同時也是對電路中電流、電壓關系的一個考查，這一設計思路的關鍵是通過開關改變電路的性質(zhì)，再利用電壓表和已知阻值的變阻箱得出電路中的電流和電壓，間接求電阻．此題首次接觸時會有難度，但掌握了這一設計原理，便可解決這一類相關的問題，值得我們借鑒．