Question

在用電阻箱、電壓表測定一個未知定值電阻R_X的阻值時，小明設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路，其中R′是電阻箱，R₀是定值電阻．
（1）圖甲中，為測出R_X的阻值，閉合開關(guān)S后，小明應(yīng)該先把開關(guān)S₁接到觸點1，記錄電壓表的示數(shù)U；然后把開關(guān)S₁接到觸點2，并調(diào)節(jié)電阻箱R′，直到

電壓表示數(shù)等于U為止

，讀出此時電阻箱R′的示數(shù)（各旋鈕的位置如圖乙所示），則待測電阻R_X的阻值為

18

Ω．

（2）小蘭認(rèn)為將圖甲中的電阻R₀去掉，也能測出R_X的阻值．你認(rèn)為可行嗎？
答：

不可行

    理由是：

不能用等效替代法測出電阻R_X的阻值

（3）小亮設(shè)計了圖丙的電路測R_X的阻值．
a．根據(jù)圖丙提供的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖丁的實物連接成實驗電路．
b．連接電路時開關(guān)應(yīng)

斷開

，在圖丙中，在閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)位于滑動變阻器的最

左

端（填“左”或“右”）．
c．在實驗時，發(fā)現(xiàn)A的示數(shù)為零，V的示數(shù)接近電源電壓，請你幫分析電路的故障可能是：

電阻R_X斷路

d．與圖甲的方法比較，你覺得圖丙最顯著的優(yōu)點是：

能進行多次測量，求平均值

．

Answer 1

分析：（1）本實驗應(yīng)用了等效替代法，單刀雙擲開關(guān)可控制待測電阻R_X與定值電阻R₀串聯(lián)，或電阻箱R'與定值電阻R₀串聯(lián)，電壓表測R_X或R'與定值電阻R₀串聯(lián)時的電壓，當(dāng)電壓表示數(shù)相同時，電阻R_X與電阻R'阻值相同，應(yīng)該先把開關(guān)S₁接到觸點1；電阻箱各擋示數(shù)乘以倍率的和是電阻箱的阻值．
（2）去掉電阻R₀，電壓表測的是電源電壓U，不能保證電阻R_X與電阻R'電壓相同，測不出電阻R'的阻值．
（3）a、由圖丁可知，滑動變阻器、電流表、電壓表連接不完整，滑動變阻器、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表與待測電阻并聯(lián)；
b、連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值；
c、電流表示數(shù)為零，電路存在斷路，電壓表有示數(shù)，示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，因此電路斷路位置在待測電阻處；
d、圖丁實驗方案能進行多次測量，求平均值，可以減小實驗測量誤差．

解答：解：（1）把開關(guān)S₁接到觸點2，并調(diào)節(jié)電阻箱R′，直到電壓表示數(shù)等于U為止；
由圖乙所示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)R'=R_X=0×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+8×1Ω=18Ω．
故答案為：電壓表示數(shù)等于U為止；18．
（2）去掉電阻R₀，電壓表測的是電源電壓U，不能用等效替代法測出電阻R_X的阻值，將圖甲中的電阻R₀去除不可行．
故答案為：不可行；不能用等效替代法測出電阻R_X的阻值．
（3）a、滑動變阻器、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表與待測電阻并聯(lián)，電路圖如右圖所示；
b、連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，在丙圖中，閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)置于最左端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大；
c、電流表A示數(shù)為零，電壓表V的示數(shù)接近電源電壓，電路故障是：電阻R_X斷路；
d、甲圖只能進行一次測量，丁圖所示實驗，移動滑動變阻器滑片可以改變待測電阻兩端電壓與電流，可以進行多次測量求平均值，減小實驗測量誤差，圖丁所示實驗由于甲示實驗．
故答案為：a、電路圖如圖所示；b、斷開；左；c、電阻R_X斷路；d、能進行多次測量，求平均值．

點評：本實驗應(yīng)用了等效替代法測電阻阻值、電阻箱讀數(shù)、連接電路圖、電路故障分析等問題，這是實驗的常考問題，應(yīng)掌握；本題解題關(guān)鍵是：應(yīng)知道本題測待測電阻阻值的方法：等效替代法，等效替代法在實驗中經(jīng)常使用，要注意體會、總結(jié)這種方法．