Question

16．在測(cè)定一個(gè)未知電阻R_X的阻值時(shí)，小明和小亮設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中R₁是電阻箱，S₁為單刀積擲開關(guān)．
（1）閉合開關(guān)S后，把開關(guān)S₁接到觸點(diǎn)1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表有個(gè)合適的示數(shù)U； 把開關(guān)S₁接到觸點(diǎn)2后，小明和小亮采取了不同的實(shí)驗(yàn)操作．
小明的操作：保持滑片P的位置不變，只調(diào)節(jié)電阻箱R₁，直到電壓表示數(shù)為U；
小亮的操作：同時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R和電阻箱R₁，直到電壓表表示數(shù)為U．
你認(rèn)為兩人的操作中，小明的操作是正確的．
（2）選擇正確的實(shí)驗(yàn)操作后，電阻箱R₁上各旋鈕的位置如圖乙所示，其讀數(shù)為108Ω，則待測(cè)電阻R_X的阻值應(yīng)為108Ω．
（3）下列實(shí)驗(yàn)中，所用方法與上述相同的是A
A．探究二力的合成時(shí)，用合力來(lái)代替兩個(gè)力的作用效果
B．探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系時(shí)，保持壓力一定
C．探究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，推理出小車在不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況
D．探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)時(shí)，用U型管兩側(cè)液面的高度差來(lái)體現(xiàn)液體壓強(qiáng)的大小．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)采用等效替代的方法測(cè)R_X的阻值．
S₁接觸點(diǎn)1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為U．
S₁接觸點(diǎn)2，保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表示數(shù)為U，此時(shí)R_X與電阻箱連入電路的阻值相同．
（2）電阻箱連入電路的示數(shù)為“旋鈕對(duì)應(yīng)數(shù)字×倍數(shù)”之和．
（3）物理上探究物理規(guī)律應(yīng)用的方法很多，有等效替代法、控制變量法、推理法、轉(zhuǎn)換法、模型法、類比法等等．

解答 解：（1）S閉合，S₁接觸1時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值為R_滑．
電壓表示數(shù)為U，所以，$\frac{{R}_{X}}{{R}_{滑}+{R}_{X}}$=$\frac{U}{{U}_{總}(cāng)}$--①
S₁接觸2時(shí)，只調(diào)節(jié)電阻箱，電壓表示數(shù)為U，$\frac{{R}_{1}}{{R}_{滑}+{R}_{1}}$=$\frac{U}{{U}_{總}(cāng)}$--②
S₁接觸2時(shí)，調(diào)節(jié)電阻箱與滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)為U，$\frac{{R}_{1}}{{R}_{滑}^{'}\;+{R}_{1}}$=$\frac{U}{{U}_{總}(cāng)}$--③
由①②式得，$\frac{{R}_{X}}{{R}_{滑}+{R}_{X}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{滑}+{R}_{1}}$，R_滑不變，R_X=R₁．
由①③式得，$\frac{{R}_{X}}{{R}_{滑}^{'}+{R}_{X}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{滑}^{'}+{R}_{1}}$，
R_滑′＞R_滑時(shí)，R₁＞R_X，
R_滑′＜R_滑時(shí)，R₁＜R_X，
所以小明操作正確．
（2）電阻箱的電阻為：R₁=1×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=108Ω．
所以，R_X=R₁=108Ω．
（3）A．探究二力的合成時(shí)，用合力來(lái)代替兩個(gè)力的作用效果，是等效替代法．
B．探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系時(shí)，保持壓力一定，是控制變量法．
C．探究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，推理出小車在不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，是推理法．
D．探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)時(shí)，用U型管兩側(cè)液面的高度差來(lái)體現(xiàn)液體壓強(qiáng)的大小，是轉(zhuǎn)換法．
故答案為：（1）小明；（2）108；108；（3）A．

點(diǎn)評(píng) （1）掌握物理常用的物理探究方法．等效替代法、控制變量法、推理法、轉(zhuǎn)換法、模型法、類比法是初中物理常用的方法．
（2）在辨別小明與小亮的操作方法時(shí)，容易混淆．R_X與R₁電壓之比相同，電阻之比相同，但是R_X與R₁不一定相同．