Question

（2011?丹徒區模擬）小明測量某電阻R的阻值時，已連接如下電路：

（1）同桌又補了一根導線，使電路完整．請你在圖中畫出這根導線．
（2）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片滑到

A

端（請選“A”或“B”）；實驗中滑動變阻器的作用是

改變R兩端電壓以便多次測量取平均值

．（3）小明正確操作測得數據如下，電流表第3次示數如圖，請你幫小明填入表格的空格中．

試驗次數	1	2	3
電壓U/V	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.34	0.42	0.5

（4）最終測得的電阻阻值為

4.7

Ω（計算結果保留一位小數）．
（5）同樣是測量R的阻值，老師只準小華選用了電阻箱和電流表及電源、開關各一個、導線若干，請你幫助他完成實驗：
①說出實驗的主要步驟：
②這里測量電阻的方法是

等效替代法

，再舉出運用此法研究問題的實例一個

平面鏡成像實驗中確定虛像的位置

．

Answer 1

分析：（1）把電阻串聯接入電路，電壓表左端接線柱與電阻右端接線柱相連接．
（2）滑動變阻器接入電路的電阻阻值應為最大，在電路中，可改變滑動變阻器阻值進行多次測量，求電阻R的平均值，以減小誤差．
（3）先確定電流表的量程、最小分度值，然后對電流表讀數．
（4）根據表中數據，由R=

U

I

求各次測量的電阻值，然后求電阻各測量值的平均值作為電阻的最終阻值．
（5）①只有一個電流表，沒有電壓表，要測量電阻阻值，可用等效替代法，進行實驗設計．②在這里測電阻時，使用了等效替代法，等效替代法在實驗中經常應用，如：平面鏡成像實驗中確定虛像的位置、曹沖稱象、并聯電路中用總電阻代替各并聯電阻等．

解答：解：（1）電壓表左端接線柱與電阻右端接線柱相連接，電路圖如圖所示．
（2）由電路圖知，閉合開關前，滑動變阻器滑片應應滑到A端，實驗中滑動變阻器的作用是改變R兩端電壓以便多次測量取平均值．
（3）由圖知：電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數是0.5A．
（4）根據表中數據可求得：R=

U1

I1

=

1.5V

0.34A

≈4.4Ω，R₂=

U2

I2

=

2.0V

0.42A

≈4.8Ω，R₃=

U3

I3

=

2.5V

0.5A

5Ω，電阻值為R=

4.4Ω+4.8Ω+5Ω

3

≈4.7Ω．
（5）①只用電阻箱和電流表及電源、開關各一個、導線若干測電阻阻值，實驗設計及步驟如下：a、首先將電流表與R串聯接入電路，閉合開關讀出電流表示數為I；b、然后斷開開關，將R替換為電阻箱；c、再閉合開關，調節電阻箱接入電路的阻值直至電流表示數仍為I，讀出電阻箱示數即為R的值．
②這里測量電阻的方法是等效替代法，運用此法研究問題的實例：平面鏡成像實驗中確定虛像的位置．
故答案為：（1）電路圖如圖所示．（2）A； 改變R兩端電壓以便多次測量取平均值．（3）0.5．（4）4.7Ω．
（5）①說出實驗的主要步驟：a、首先將電流表與R串聯接入電路，閉合開關讀出電流表示數為I；b、然后斷開開關，將R替換為電阻箱；c、再閉合開關，調節電阻箱接入電路的阻值直至電流表示數仍為I，讀出電阻箱示數即為R的值．②等效替代法；平面鏡成像實驗中確定虛像的位置．

點評：1、本題是一道電學綜合題，其中考查了：測電阻的實驗設計，應根據實驗目的、實驗原理、實驗器材進行設計；
2、本實驗應用了：等效替代法：在研究物理問題時，有時為了使問題簡化，常用一個物理量來代替其他所有物理量，但不會改變物理效果，這種研究問題的方法叫做等效替代法；在物理實驗中常用這種方法，要掌握此法．