Question

17．“曹沖稱象”的故事流傳至今，最為人稱道的是曹沖采用的方法，他把船上的大象換成石頭，而其他條件保持不變，使兩次的效果（船體浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石頭的重．人們把這種方法叫“等效替代法”．請(qǐng)嘗試?yán)�用“等效替代法”解決下面的問(wèn)題．
【探究目的】粗略測(cè)量待測(cè)電阻R_X的值
【探究器材】待測(cè)電阻R_X、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電阻箱（元件符號(hào)），兩個(gè)開(kāi)關(guān)、干電池、導(dǎo)線和一個(gè)刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表（電流表量程足夠大）．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（1）在答題卡的方框內(nèi)畫(huà)出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）將下面實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，并用字母表示需要測(cè)出的物理量．
第一步：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并按設(shè)計(jì)的電路圖連接電路；
第二步：先只閉合開(kāi)關(guān)S₂，記下此時(shí)的電流表示數(shù)I，此時(shí)只有待測(cè)電阻接入電路；
第三步：把S₂斷開(kāi)，閉合S₁，此時(shí)只有電阻箱接入電路，調(diào)節(jié)電阻箱電阻，使電流表示數(shù)也為I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R．
（3）得出結(jié)論：R_X=R．

Answer 1

分析 因?yàn)轭}目中已經(jīng)說(shuō)明要求利用等效替代法來(lái)解決問(wèn)題，也就是用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電阻箱（看得出電阻阻值）來(lái)代替待測(cè)電阻．那么，怎么判定是等效的？這就是利用電流表，電流表的示數(shù)相同，說(shuō)明電阻箱和待測(cè)電阻起到的效果是一樣的．

解答 解：（1）要等效，讓電流表的示數(shù)相同．即要先讓待測(cè)電阻接入電路，看下電流表示數(shù)；然后再讓電阻箱接入電路，調(diào)到電流表示數(shù)相同．此時(shí)的電阻箱和電阻等效了，說(shuō)明它們的阻值是相等的．基于這個(gè)考慮，可以把電阻箱和待測(cè)電阻并聯(lián)，并分別用開(kāi)關(guān)控制，具體如下圖所示．

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并按設(shè)計(jì)的電路圖連接電路；
第二步：先只閉合開(kāi)關(guān)S₂，記下此時(shí)的電流表示數(shù)I，此時(shí)只有待測(cè)電阻接入電路；
第三步：把S₂斷開(kāi)，閉合S₁，此時(shí)只有電阻箱接入電路，調(diào)節(jié)電阻箱電阻，使電流表示數(shù)也為I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R．
（3）此時(shí)“等效”了，故待測(cè)電阻阻值與電阻箱阻值相等，即R_x=R．
故答案為：（1）電路圖如上圖所示；（2）先只閉合開(kāi)關(guān)S₂，記下此時(shí)的電流表示數(shù)I，此時(shí)只有待測(cè)電阻接入電路；把S₂斷開(kāi)，閉合S₁，此時(shí)只有電阻箱接入電路，調(diào)節(jié)電阻箱電阻，使電流表示數(shù)也為I，記下此時(shí)電阻箱的阻值R．（3）R．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是測(cè)電阻的一種特殊方法，安歐法依據(jù)的是歐姆定律和并聯(lián)電路的電壓規(guī)律．根據(jù)器材選擇方法，不要一味的只會(huì)用伏安法．