如图所示电路测量未知电阻的实验中,Rx是待测电阻,R是滑动变阻器,R0是电阻箱(电阻箱的最大电阻大于Rx).
(1)请根据实验电路图把实验报告中的主要实验步骤中的空白填齐.
①按电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大.
②闭合开关S1前,滑片P置于a 端.
③闭合开关S1.
④闭合开关________,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I.
⑤先断开开关________,再闭合开关________,保持________的电阻不变,调节________,使电流表的示数仍为I.
⑥实验结果,待测电阻Rx的大小为________.
(2)在此实验中,若将电流表改用电压表,其他器材不变,画出用等效替代法测量Rx的实验电路图.(要求所设计的电路在连接好后,只能通过开关改变电路连接情况)
试题答案
解:(1)连接好电路图,闭合开关S1,再闭合开关S3时,调节滑片P,记下电流表的读数;断开开关S3,闭合开关S2时,保持滑动变阻器的阻值不变,调节变阻箱的阻值,使电流表的示数不变,此时变阻器的阻值就是待测电阻的阻值.
(2)把电压表与待测电阻、变阻箱并联,闭合开关S3时,调节滑动变阻器,读出电压表的示数;
断开开关S3闭合开关S2时,调节变阻器的阻值使两次电压表的示数相同,此时变阻箱的阻值即为待测电阻的大小,实验电路如图所示:
故答案为:(1)④S3;⑤S3,S2,R,R0;⑥R0接入阻值的大小.
试题解析
(1)由等效替代法可知,当闭合开关S1,只闭合开关S2或S3时,保持滑动变阻器接入电路的阻值保持不变,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数相同,说明待测电阻RX和电阻箱R0的阻值是等效电阻,即可得到待测电阻的大小.
(2)根据等效替代法可知,当待测电阻两端的电压和变阻箱两端的电压相等时,待测电阻的阻值和变阻箱的阻值相等;因只能通过开关改变电路连接情况,所以把电压表与待测电阻、变阻箱并联.
点评:本题考查了滑动变阻器的作用、转换法和控制变量法,解决本题的关键是理解等效替代法的思想.
