Question

8．在物理實驗中常用到等效替代法，例如將一個7Ω的電阻替換某支路中2Ω和5Ω串聯(lián)的電阻，在其他條件不變的情況下，該支路中電流不變，說明一個7Ω的電阻與阻值為2Ω和5Ω串聯(lián)的電阻對電流的阻礙作用是等效的，所以可用7Ω的電阻替代2Ω和5Ω串聯(lián)的電阻．
在用如圖1所示電路測量未知電阻的實驗中，用的就是等效替代的方法．其中R_X是待測電阻（阻值大約為幾百歐），R是滑動變阻器，R₀是電阻箱（電阻箱的最大阻值大于R_X）．

（1）請根據(jù)實驗電路圖把下列主要實驗步驟中的空白填齊．
①按電路圖連接好電路，并將電阻箱R₀的阻值調(diào)至最大．
②閉合開關(guān)S₁前，滑片P置于a端．（選填“a”或“b”）
③閉合開關(guān)S₁．
④閉合開關(guān)S₃，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢茫�記下此時電流表的示數(shù)I．
⑤先斷開開關(guān)S₃，再閉合開關(guān)S₂，保持R的電阻不變，調(diào)節(jié)R₀，使電流表的示數(shù)仍為I．
（2）在此實驗中，若將電流表改為電壓表，其他器材不變，在如圖2虛線框內(nèi)畫出用等效替代法測量R_X電阻的實驗電路圖．（要求所設(shè)計的電路在連接好后，只能通過開關(guān)改變電路連接情況）．

Answer 1

分析 本題解答時必須知道：（1）伏安法測電阻的原理是歐姆定律；
（2）伏安法測電阻時需測量的物理量是待測電阻的電壓和電流；
（3）在伏安法測電阻，或是等效法測電阻時，滑動變阻器即起保護(hù)電路的作用，又可調(diào)節(jié)電路．

解答 解：在伏安法測電阻，或是等效法測電阻時，滑動變阻器即起保護(hù)電路的作用，又可調(diào)節(jié)電路．
（1）①在圖示電路中，按電路圖連好電路，并將電阻箱R₀的阻值調(diào)至最大．
②閉合開關(guān)S₁前，滑片P應(yīng)置于a端，使電阻R值最大．
③閉合開關(guān)S₁．
④閉合開關(guān)S₃，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢�，記下此時電流表的示數(shù)I．
⑤先斷開開關(guān)S₃，再閉合開關(guān)S₂，保持R的電阻不變，調(diào)節(jié)R₀，使電流表的示數(shù)仍為I．則此時R₀=R_x
（2）在此實驗中，若將電流表改為電壓表，其他器材不變，用電壓表測它們的電壓即可；實驗電路圖如下：

故答案為：（1）②a；④S₃；⑤S₃；S₂；R；R₀．
（2）實驗電路圖如上圖．

點評 這是利用等效的方法來測電阻，通過分析圖可以知道，當(dāng)把R_X接入電路時電流表的示數(shù)與R₀接入電路時電流表的示數(shù)相同時，R_X的值就等于R₀．在測量的過程中，應(yīng)先把R_X接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的讀數(shù)為一個合理的值，然后把R₀接入電路，調(diào)節(jié)R₀的大小，使電流表的示數(shù)與前面相同，這里的先后次序不能顛倒．在設(shè)計類似的電路時，除了用電流表外，還可以用電壓表來替代．