Question

6．在物理實驗中常用到等效替代法．例如將一個10Ω的電阻替換某電路中串聯(lián)的兩個5Ω的電阻，在其他條件不變的情況下，該電路中電流不變，說明一個10Ω的電阻與兩個串聯(lián)5Ω的電阻對電流的阻礙作用是等效的，所以可以用一個10Ω的電阻替代兩個串聯(lián)5Ω的電阻．小明利用等效替代的思想來測量待測電阻R_x的阻值，如圖甲所示．
（l）下面是小明的實驗過程：
①按照電路圖連接好電路，并將電阻箱R₀的阻值調(diào)到最大；
②閉合開關S₁前，滑片P置于a 端．  （選填“a”或“b”）
③閉合開關S₁；
④閉合開關S₃，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針指在適當?shù)奈恢�，記下此時電流表的示數(shù)I．
⑤先斷開開關S₃，再閉合開關S₂，保持滑動變阻器R的電阻不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R₀．使電流表的示數(shù)仍為I，此時電阻箱的阻值等于待測電阻Rx的阻值．
（2）在此實驗中，若將電流表改用電壓表，其他器材不變，請在虛線框內(nèi)（乙）畫出用等效替代法測量Rx電阻的實驗電路圖．（要求所設計的電路在連接后，只能通過開關改變電路連接情況）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)等效替代法及歐姆定律的知識，當電阻箱的電阻與待測電阻的阻值相等時，電路中電流不變；
（2）根據(jù)等效替代法可知，當待測電阻兩端的電壓和變阻箱兩端的電壓相等時，待測電阻的阻值和變阻箱的阻值相等；因只能通過開關改變電路連接情況，所以把電壓表與待測電阻、變阻箱并聯(lián)．

解答 解：（1）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電路的作用，又可調(diào)節(jié)電路．
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S₁前，滑片P應置于a端，使電阻R值最大．
③閉合開關S₁．
④閉合開關S₃，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針指在適當?shù)奈恢�，記下此時電流表的示數(shù)I．
⑤先斷開開關S₃，再閉合開關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）把電壓表與待測電阻、變阻箱并聯(lián)，先閉合開關S₁，再閉合開關S₃，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電壓表的示數(shù)；斷開開關S₃閉合開關S₂時，調(diào)節(jié)變阻器的阻值使兩次電壓表的示數(shù)相同，此時變阻箱的阻值即為待測電阻的大小，實驗電路圖如圖所示：

故答案為：（1）②a；④S₃；⑤S₃；S₂；滑動變阻器R；電阻箱的阻值R₀；（2）如上圖所示．

點評 本題沒有直接考查伏安法測電阻的原理歐姆定律，而是結(jié)合歐姆定律通過等效替代法測待測電阻和已知電阻的電壓或電流，從而間接測出的阻值；注意實驗中，滑動變阻器即起保護電路的作用，又可調(diào)節(jié)電路．