Question

1．在用電阻箱、電壓表測定一個未知值電阻Rx的阻值時，小明設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路，其中R′是電阻箱，R₀是定值電阻．

（1）圖甲中，為測出Rx的阻值，閉合并關(guān)S后，小明應(yīng)該先把開關(guān)S₁接到觸點1（選填“1”或“2”），記錄電壓表的示數(shù)U；然后把開關(guān)S₁接到另一觸點，并調(diào)節(jié)電阻箱R′，直到電壓表示數(shù)也為U，讀出此時電阻箱R′的示數(shù)（各旋鈕的位置如圖乙所示），則待測電阻Rx的阻值為8Ω．
（2）小蘭認(rèn)為將圖甲中的電阻R₀去掉，也能測出R_x的阻值．你認(rèn)為可行嗎？說出理由．
答：不可行，理由是：若沒有R₀，電壓表的示數(shù)將不變
（3）小亮設(shè)計了圖丙的電路測R_x的阻值．與圖甲的方法比較，你覺得圖丙最顯著的優(yōu)點是：能多次測量求平均值以減小誤差；
（4）若圖甲也想具備這個優(yōu)點，只需更換圖甲的一個元件就可以了，如何替換？
答：將電阻R₀換成滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）本實驗應(yīng)用了等效替代法，單刀雙擲開關(guān)可控制待測電阻R_X與定值電阻R₀串聯(lián)，或電阻箱R'與定值電阻R₀串聯(lián)，電壓表測R_X或R'與定值電阻R₀串聯(lián)時的電壓，當(dāng)電壓表示數(shù)相同時，電阻R_X與電阻R'阻值相同，應(yīng)該先把開關(guān)S₁接到觸點1；電阻箱各擋示數(shù)乘以倍率的和是電阻箱的阻值．
（2）去掉電阻R₀，電壓表測的是電源電壓U，不能保證電阻R_X與電阻R'電壓相同，測不出電阻R'的阻值．
（3）小亮設(shè)計電路中有滑動變阻器，可以進(jìn)行多次測量，求平均值，可以減小誤差；
（4）把圖甲中的電阻R₀換成滑動變阻器，圖甲也具有圖丙的優(yōu)點．

解答 解：（1）小明應(yīng)該先把開關(guān)S₁接到觸點1；
由電阻箱圖示可知，電阻R_X=R'=0×1000Ω+0×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=8Ω．
（2）去掉電阻R₀，電壓表測的是電源電壓U，始終不變，不能用等效替代法測出電阻R_X的阻值，將圖甲中的電阻R₀去除不可行．
（3）圖丙最顯著的優(yōu)點是：能多次測量求平均值以減小誤差；
（4）將圖甲中的電阻R₀換成滑動變阻器，圖甲也具有圖丙的優(yōu)點．
故答案為：（1）1；8；（2）不可行；若沒有R₀，電壓表的示數(shù)將不變；（3）能多次測量求平均值以減小誤差；（4）將電阻R₀換成滑動變阻器．

點評 本題的解題關(guān)鍵是：應(yīng)知道本題測待測電阻阻值的方法：等效替代法，等效替代法在實驗中經(jīng)常使用，要注意體會、總結(jié)這種方法．