Question

在測定一個未知電阻R_X的阻值時，小明和小亮設計了如圖甲所示的實驗電路，其中R₁是電阻箱，S₁為單刀雙擲開關．
（1）閉合開關S后，把開關S₁接到觸點1，調節滑動變阻器R，使電壓表有個合適的示數U；把開關S₁接到觸點2后，小明和小亮采取了不同的實驗操作．
小明的操作：保持滑片P的位置不變，只調節電阻箱R₁，直到電壓表示數為U；
小亮的操作：同時調節滑動變阻器R和電阻箱R₁，直到電壓表表示數為U．
你認為兩人的操作中，

 

的操作是正確的．
（2）選擇正確的實驗操作后，電阻箱R₁上各旋鈕的位置如圖乙所示，其讀數為

 

Ω，則待測電阻R_X的阻值應為

 

Ω．
（3）下列實驗中，所用方法與上述相同的是（

 

）
A．探究二力的合成時，用合力來代替兩個力的作用效果
B．探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關系時，保持壓力一定
C．探究力與運動的關系時，推理出小車在不受力時的運動情況
D．探究液體內部的壓強時，用U型管兩側液面的高度差來體現液體壓強的大小．

Answer 1

分析：（1）本實驗采用等效替代的方法測R_X的阻值．
S₁接觸點1，移動滑動變阻器，使電壓表示數為U．
S₁接觸點2，保持滑動變阻器滑片位置不變，調節電阻箱，使電壓表示數為U，此時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為“旋鈕對應數字×倍數”之和．
（3）物理上探究物理規律應用的方法很多，有等效替代法、控制變量法、推理法、轉換法、模型法、類比法等等．

解答：解：（1）S閉合，S₁接觸1時，調節滑動變阻器，滑動變阻器連入電路阻值為R_滑．
電壓表示數為U，所以，

RX

R滑+RX

=

U

U總

--①
S₁接觸2時，只調節電阻箱，電壓表示數為U，

R1

R滑+R1

=

U

U總

--②
S₁接觸2時，調節電阻箱與滑動變阻器，電壓表示數為U，

R1

R ′ 滑  +R1

=

U

U總

--③
由①②式得，

RX

R滑+RX

=

R1

R滑+R1

，R_滑不變，R_X=R₁．
由①③式得，

RX

R ′ 滑 +RX

=

R1

R ′ 滑 +R1

，
R_滑′＞R_滑時，R₁＞R_X，
R_滑′＜R_滑時，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，用臺力來代替兩個力的作用效果，是等效替代法．
B．探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關系時，保持壓力一定，是控制變量法．
C．探究力與運動的關系時，推理出小車在不受力時的運動情況，是推理法．
D．探究液體內部的壓強時，用U型管兩側液面的高度差來體現液體壓強的大小，是轉換法．
故答案為：（1）小明；（2）108；108；（3）A．

點評：（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，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．