Question

【題目】“曹沖稱象”的故事流傳至今,他把船上的大象換成石頭,而其他條件保持不變,使兩次的效果(船體浸入水中的深度)相同,于是得岀大象的重就等于石頭的重。人們把這種方法叫"等效替代法”。請你利用“等效替代法”測量待測電阻的阻值。

器材:待測電阻、一個標準的電阻箱(詳見小資料)、若干開關(guān)、干電池、導線和一個刻度不準確但靈敏度良好的電流表(電流表量程足夠大)。

要求:(1)請畫出你設計的實驗電路圖(電路不可重組、拆卸)______________；

(2)寫出實驗步驟,并用字母表示需要測出的物理量______________--；

(3)寫出的表達式______________--。

Answer 1

【答案】 第一步：開關(guān)斷開，并按設計的電路圖連接電路；第二步：先只閉合開關(guān)S2，記下此時的電流表示數(shù)I，此時只有待測電阻接入電路；第三步：把S2斷開,閉合S1，此時只有電阻箱接入電路，調(diào)節(jié)電阻箱電阻，使電流表示數(shù)也為I，記下此時電阻箱的阻值R Rx=R

【解析】

(1)要等效，讓電流表的示數(shù)相同。即要先讓待測電阻接入電路，看下電流表示數(shù)；然后再讓電阻箱接入電路，調(diào)到電流表示數(shù)相同。此時的電阻箱和電阻等效了，說明它們的阻值是相等的。基于這個考慮，可以把電阻箱和待測電阻并聯(lián)，并分別用開關(guān)控制，具體如下圖所示。

(2)實驗步驟：第一步：開關(guān)斷開，并按設計的電路圖連接電路；第二步：先只閉合開關(guān)S2，記下此時的電流表示數(shù)I，此時只有待測電阻接入電路；第三步：把S2斷開,閉合S1，此時只有電阻箱接入電路，調(diào)節(jié)電阻箱電阻，使電流表示數(shù)也為I，記下此時電阻箱的阻值R.(3)此時“等效”了,故待測電阻阻值與電阻箱阻值相等,即Rx＝R.