Question

小明設計了一種測量未知電阻Rx的實驗方案，并選擇了合適的器材，測量電路如圖所示，電源電壓恒定，滑動變阻器最大阻值未知，R為電阻箱．
（1）請你幫他完成相關實驗內容：
①閉合開關________，移動滑動變阻器滑片到某一合適位置時，記下________；
②斷開開關________，閉合開關________，調節________，使________；
③讀出________，即可知道Rx的阻值．
（2）小明測量電阻Rx的方法，在科學研究中經常用到，下面四個研究實例中，采用這種研究方法的是________（選填序號）．
A．力是看不見的，可以通過力的作用效果認識它
B．根據磁鐵吸引大頭針多少判定磁鐵磁性的強弱
C．用總電阻表示同一段電路中串聯的兩個電阻
D．用磁感線的疏密程度表示磁場的強弱．

Answer 1

解：（1）①閉合開關S₁，此時電路中R_X與滑動變阻器串聯，移動滑動變阻器后，應記下電流表的示數；
②斷開開關S₁，閉合開關S₂，此時電路中電阻箱與滑動變阻器串聯，調節電阻箱的阻值，使電流表的示數與上次相同；
③讀出電阻箱的阻值，即可知道R_X的阻值．因為這里用電阻箱等效替代了R_X．
（2）以上實驗運用了等效替代的方法，選項C用總電阻表示同一段電路中串聯的兩個電阻符合等效替代的要求；選項A、B、D都是將不易觀察和研究的現象轉換成容易觀察和研究的現象，屬于轉換法．故C符合題意．
故答案為：（1）①S₁，電流表的示數； ②S₁，S₂，電阻箱的阻值，電流表示數與上次相同；③電阻箱的阻值．
（2）C．
分析：分析題意可以看出，本實驗通過開關的通斷改變電路的連接，用電阻箱等效替代未知電阻，以達到相同的效果，這樣便可通過電阻箱讀出未知電阻的阻值．根據這一思路，我們可對步驟中缺少的內容進行補充，并判斷（2）的各選項中哪一個符合了等效替代法的要求．
點評：電阻箱的合理使用是本實驗成功的關鍵．電阻箱同滑動變阻器一樣，它的阻值可以調節，但不同的是變阻箱的阻值是可以直接讀出來的，而滑動變阻器則不能．因此，用已知的電阻等效替代未知的電阻，測量就會變得非常簡單．這種方法在物理實驗中經常用到，是我們應該掌握的好方法之一．