Question

12．小紅設計了如圖甲所示的電路來測量一個未知電阻的阻值，其中R_x為待測電阻，R₁為電阻箱，S為單刀雙擲開關，R為定值電阻．實驗主要步驟有：

A．把開關S接b點，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)為I；
B．讀出電阻箱的示數(shù)R₁；
C．把開關S接a點，讀出電流表的示數(shù)為I；
D．根據(jù)電路圖，連接實物，將電阻箱的阻值調(diào)至最大．
（1）上述步驟的合理順序是DCAB（只需填寫序號）．
（2）步驟A中電阻箱調(diào)節(jié)好后示數(shù)為30Ω．若已知R的阻值為10Ω，則待測電阻的阻值為30Ω．
（3）本實驗物理思想方法可稱為等效替代法（選填“控制變量法”或“等效替代法”）．
（4）本實驗中如果沒有電阻R，可以（可以/不可以）測量出未知電阻的阻值．
（5）小明測量未知電阻設計的電路如圖乙所示，如果去掉R，不可以（可以/不可以）測量出未知電阻的阻值，理由是電壓表示數(shù)始終為電源電壓．

Answer 1

分析 替代法的測量思路是等效的思想，本題可以利用電流等效．即先把開關S接a點，讀出電流表的示數(shù)為I（此電流為R_x、R₀共同作用的效果）；然后再把開關S接b點，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍變?yōu)樵瓉淼臄?shù)值I（此電流為R、R₀共同作用的效果）．既然R_x和R₀共同作用的效果與R、R₀共同作用的效果相同，則R_x+R₀=R+R₀，即R_x=R．這里用電阻箱R等效替代了待測電阻R_x．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖，連接實物，將電阻箱的阻值調(diào)至最大；然后把開關S接a點，讀出電流表的示數(shù)為I（此電流為R_x、R₀共同作用的效果）；再把開關S接b點，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍變?yōu)樵瓉淼臄?shù)值I（此電流為R、R₀共同作用的效果）；最后讀出電阻箱的示數(shù)R．故合理順序為DCAB；
（2）因為R_x和R₀共同作用的效果與R、R₀共同作用的效果相同，所以R_x+R₀=R+R₀，即R_x=R=30Ω；
（3）本實驗物理思想方法叫等效替代法；
（4）本實驗中如果沒有電阻R，可以測量出未知電阻的阻值．
（5）小明測量未知電阻設計的電路如圖乙所示，如果去掉R，電壓表示數(shù)始終為電源電壓，不可以測量出未知電阻的阻值．
故答案為：
（1）DCAB；（2）30；（3）等效替代法；（4）可以；（5）不可以；電壓表示數(shù)始終為電源電壓；

點評 本題主要考查的是等效替代的研究方法．等效替代法是指在保證某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、簡單的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象來替代實際的、陌生的、復雜的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象的思想方法．