Question

如圖所示電路測量未知電阻的實驗中，R_x是待測電阻，R是滑動變阻器，R₀是電阻箱（電阻箱的最大電阻大于R_x）．
（1）請根據實驗電路圖把實驗報告中的主要實驗步驟中的空白填齊．
①按電路圖連好電路，并將電阻箱R₀的阻值調至最大．
②閉合開關S₁前，滑片P置于a 端．
③閉合開關S₁．
④閉合開關

S₃

，調節滑片P，使電流表指針指在適當的位置，記下此時電流表的示數I．
⑤先斷開開關

S₃

，再閉合開關

S₂

，保持

R

的電阻不變，調節

R₀

，使電流表的示數仍為I．
⑥實驗結果，待測電阻R_x的大小為

R₀接入阻值的大小

．
（2）在此實驗中，若將電流表改用電壓表，其他器材不變，畫出用等效替代法測量Rx的實驗電路圖．（要求所設計的電路在連接好后，只能通過開關改變電路連接情況）

Answer 1

分析：（1）由等效替代法可知，當閉合開關S₁，只閉合開關S₂或S₃時，保持滑動變阻器接入電路的阻值保持不變，調節電阻箱的阻值，使電流表的示數相同，說明待測電阻R_X和電阻箱R₀的阻值是等效電阻，即可得到待測電阻的大小．
（2）根據等效替代法可知，當待測電阻兩端的電壓和變阻箱兩端的電壓相等時，待測電阻的阻值和變阻箱的阻值相等；因只能通過開關改變電路連接情況，所以把電壓表與待測電阻、變阻箱并聯．

解答：解：（1）連接好電路圖，閉合開關S₁，再閉合開關S₃時，調節滑片P，記下電流表的讀數；斷開開關S₃，閉合開關S₂時，保持滑動變阻器的阻值不變，調節變阻箱的阻值，使電流表的示數不變，此時變阻器的阻值就是待測電阻的阻值．
（2）把電壓表與待測電阻、變阻箱并聯，閉合開關S₃時，調節滑動變阻器，讀出電壓表的示數；
斷開開關S₃閉合開關S₂時，調節變阻器的阻值使兩次電壓表的示數相同，此時變阻箱的阻值即為待測電阻的大小，實驗電路如圖所示：

故答案為：（1）④S₃；⑤S₃，S₂，R，R₀；⑥R₀接入阻值的大小．

點評：本題考查了滑動變阻器的作用、轉換法和控制變量法，解決本題的關鍵是理解等效替代法的思想．