Question

用如圖（a）所示電路可以測量一個未知電阻的阻值，該電路中R_x為待測電阻，R為電阻箱（符號為 ），S為單刀雙擲開關，R是阻值1000Ω的定值電阻．某同學用該電路進行實驗，主要步驟有：a．把開關S接到a點，讀出電流表的示數(shù)也為I；
b．根據(jù)電路圖連接實物，將電阻箱的阻值調至最大；
c．讀出電阻箱的示數(shù)R；
d．把開關S接到b點，讀出電流表的示數(shù)也為I．
（1）上述步驟的合理順序是    （只填寫序號）；
（2）在步驟a中，若電阻箱調節(jié)好后示數(shù)如圖（b）所示，則待測電阻的阻值為    Ω
（3）本實驗所采用的物理思想方法可稱為    （填“控制變量法”或“等效代替法”）

Answer 1

【答案】分析：替代法的測量思路是等效的思想，本題可以利用電流等效．即先把開關S接a點，讀出電流表的示數(shù)為I（此電流為R_x、R共同作用的效果）；然后再把開關S接b點，調節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍變?yōu)樵瓉淼臄?shù)值I（此電流為R、R共同作用的效果）．既然R_x和R共同作用的效果與R、R共同作用的效果相同，則R_x+R=R+R，即R_x=R．這里用電阻箱R等效替代了待測電阻R_x．
解答：解：（1）根據(jù)電路圖，連接實物，將電阻箱的阻值調至最大；然后把開關S接a點，讀出電流表的示數(shù)為I（此電流為R_x、R共同作用的效果）；再把開關S接b點，調節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍變?yōu)樵瓉淼臄?shù)值I（此電流為R、R共同作用的效果）；最后讀出電阻箱的示數(shù)R，故實驗步驟是b、a、d、c．
（2）由圖（b）所示可知，電阻阻值R=2×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+0×1Ω=2010Ω；
（3）R_x和R共同作用的效果與R、R共同作用的效果相同，則R_x+R=R+R，即R_x=R．
這里用電阻箱R等效替代了待測電阻R_x．
故答案為：（1）b、a、d、c；（2）2010；（3）等效替代法．
點評：本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、簡單的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象來替代實際的、陌生的、復雜的物理對象、物理過程、物理現(xiàn)象的思想方法．