Question

小新用如圖甲所示的電路測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值，其中R_x為待測(cè)電阻，R為電阻箱（符號(hào)為），S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，R₀為定值電阻．他用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，主要驟有：A．把開(kāi)關(guān)S接b點(diǎn)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)為I；B．讀出電阻箱的示數(shù)R；C．把開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)，讀出電流表的示數(shù)為I；D．根據(jù)電路圖，連接實(shí)物，將電阻箱的阻值調(diào)至最大．
（1）上述步驟的合理順序是______ （只需填寫(xiě)序號(hào)）．
（2）步驟A中電阻箱調(diào)好后示數(shù)如圖乙所示，若R₀的阻值為1OΩ，則待測(cè)電阻的阻值為_(kāi)_____Ω．
（3）本實(shí)驗(yàn)所采用的物理思想方法可稱(chēng)為_(kāi)_____（選填“控制變量法“或“等效替代法“）．

Answer 1

解：（1）根據(jù)電路圖，連接實(shí)物，將電阻箱的阻值調(diào)至最大；然后把開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)，讀出電流表的示數(shù)為I（此電流為R_x、R₀共同作用的效果）；再把開(kāi)關(guān)S接b點(diǎn)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍變?yōu)樵瓉?lái)的數(shù)值I（此電流為R、R₀共同作用的效果）；最后讀出電阻箱的示數(shù)R．實(shí)驗(yàn)步驟為：D、C、A、B．
（2）由圖乙所示可知，電阻箱示數(shù)為R=0×1000Ω+0×100Ω+4×10Ω+7×1Ω=47Ω，
因?yàn)镽_x和R₀共同作用的效果與R、R₀共同作用的效果相同，所以R_x+R₀=R+R₀，即R_x=R=47Ω．
（3）R_x和R₀共同作用的效果與R、R₀共同作用的效果相同，則R_x+R₀=R+R₀，即R_x=R．
這里用電阻箱R等效替代了待測(cè)電阻R_x．
故答案為：（1）D、C、A、B；（2）47；（3）等效替換法．
分析：替代法的測(cè)量思路是等效的思想，本題可以利用電流等效．即先把開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)，讀出電流表的示數(shù)為I（此電流為R_x、R₀共同作用的效果）；然后再把開(kāi)關(guān)S接b點(diǎn)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍變?yōu)樵瓉?lái)的數(shù)值I（此電流為R、R₀共同作用的效果）．既然R_x和R₀共同作用的效果與R、R₀共同作用的效果相同，則R_x+R₀=R+R₀，即R_x=R．這里用電阻箱R等效替代了待測(cè)電阻R_x．測(cè)量方法突破常規(guī)思維，非常獨(dú)特、新穎
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是等效替代的研究方法．等效替代法是指在保證某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、簡(jiǎn)單的物理對(duì)象、物理過(guò)程、物理現(xiàn)象來(lái)替代實(shí)際的、陌生的、復(fù)雜的物理對(duì)象、物理過(guò)程、物理現(xiàn)象的思想方法．