Question

在物理實(shí)驗(yàn)中常用到等效替代法．例如將一個(gè)7Ω的電阻替換某支路中2Ω和5Ω串聯(lián)的電阻，在其他條件不變時(shí)，該條支路中電流不變，說(shuō)明一個(gè)7Ω的電阻與阻值為2Ω和5Ω串聯(lián)的電阻對(duì)電流的阻礙作用是等效的，因此可用7Ω的電阻替代2Ω和5Ω串聯(lián)的電阻．
在用如圖所示電路測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn)中，用的就是等效替代法．其中R_x是待測(cè)電阻（阻值大約幾百歐），R是滑動(dòng)變阻器，R是電阻箱（電阻箱的最大電阻大于R_x）．
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖把實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的主要實(shí)驗(yàn)步驟中的空白填齊．
①按電路圖連好電路，并將電阻箱R的阻值調(diào)至最大；
②閉合開(kāi)關(guān)S₁前，滑片P置于______端（填“a”或“b”）；
③閉合開(kāi)關(guān)S₁；
④閉合開(kāi)關(guān)______，調(diào)節(jié)P，使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢茫�記下此時(shí)電流表的示數(shù)I；
⑤先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)______，再閉合開(kāi)關(guān)______，保持______的電阻不變，調(diào)節(jié)______，使電流表的示數(shù)仍為I；
⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)果，待測(cè)電路R_x的大小為_(kāi)_____．
（2）在此實(shí)驗(yàn)中，若將電流表改用電壓表，其他器材不變，在虛線框內(nèi)畫(huà)出用等效替代法測(cè)量R_x的實(shí)驗(yàn)電路圖．（要求所設(shè)計(jì)的電路在連接好后，只能通過(guò)開(kāi)關(guān)改變電路連接情況）

Answer 1

【答案】分析：（1）在本題的實(shí)驗(yàn)中，等效替代就是在電路其他條件不變的情況下，用可以直接讀出阻值的變阻箱來(lái)等效替代待測(cè)電阻．實(shí)驗(yàn)前，為了保護(hù)電路應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最大阻值處，先使R_X接入電路，后使電阻箱接入電路，使前后兩次電路中的電流、滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，這樣就可以通過(guò)電阻箱得出待測(cè)電阻的阻值了．
（2）同樣的道理，將實(shí)驗(yàn)中的電流表?yè)Q成電壓表，也能用等效替代的方法測(cè)出待測(cè)電阻的阻值．
解答：解：（1）結(jié)合電路圖可以看出，實(shí)驗(yàn)的大致過(guò)程是這樣的：按圖連好電路，使電阻箱先調(diào)到最大阻值．閉合開(kāi)關(guān)S₁前，滑片P置于圖中的a端，這樣使接入電路的阻值最大，可以保護(hù)電路．閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₃，此時(shí)R_X接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記下電流表的示數(shù)I．再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₃閉合S₂，此時(shí)變阻箱接入電路，在不改變滑動(dòng)變阻器的情況下，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)與先前相同．那么，此時(shí)電阻箱的示數(shù)就是電阻R_X的阻值．
（2）如圖所示，仿照前一實(shí)驗(yàn)，先閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₃，使電壓表保持一定示數(shù)并記錄．再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₃閉合S₂，在不改變滑動(dòng)變阻器的情況下，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)與先前相同．此時(shí)電阻箱的示數(shù)就是電阻R_X的阻值．

故答案為：（1）②a；④S₃；⑤S₃，S₂，滑動(dòng)變阻器，變阻箱的阻值；⑥變阻箱的最后阻值．
（2）如圖．
點(diǎn)評(píng)：本題的實(shí)驗(yàn)中，利用電阻箱和等效替代法來(lái)測(cè)電阻是一大特點(diǎn)，無(wú)論是借助一塊電流表還是電壓表，目的都是為了使電路中的其他條件不變，這樣才能達(dá)到“等效”的目的．設(shè)計(jì)成兩個(gè)支路，各由一個(gè)開(kāi)關(guān)控制，則是為了便于操作，避免元件拆裝帶來(lái)的麻煩．此類(lèi)方法簡(jiǎn)便實(shí)用，效果明顯，值得我們學(xué)習(xí)和借鑒．