Question

用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中R_X为待测电阻，R为电阻箱，S为单刀双掷开关，R为10Ω的定值电阻．某同学用该电路进行实验，主要步骤有：
A．把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I，
B．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大，
C．把开关S接a点，读出电流表的示数为I，
D．读出电阻箱的示数R．
（1）上述步骤的合理顺序是______（只需填写序号）．
（2）步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为______Ω．则待测电阻的阻值为______Ω．
（3）下列四组方法中与本实验所采用的物理思想方法相同的是______
A．研究电流时，将它比作水流
B．研究动能大小时，用木块移动的距离来反映动能大小
C．探究电流与电压的关系时，保持电阻一定
D．用总电阻替代两个串联的电阻．

Answer 1

【答案】分析：替代法的测量思路是等效的思想，本题可以利用电流等效．即先把开关S接a点，读出电流表的示数为I（此电流为R_x、R共同作用的效果）；然后再把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数仍变为原来的数值I（此电流为R、R共同作用的效果）．既然R_x和R共同作用的效果与R、R共同作用的效果相同，则R_x+R=R+R，即R_x=R．这里用电阻箱R等效替代了待测电阻R_x．
解答：解：
（1）根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大；然后把开关S接a点，读出电流表的示数为I（此电流为R_x、R共同作用的效果）；再把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数仍变为原来的数值I（此电流为R、R共同作用的效果）；最后读出电阻箱的示数R．故合理顺序是BCAD．
（2）根据图乙的指针位置可知，R=0×1000Ω+0×100Ω+6×10Ω+8×1Ω=68Ω；
因为R_x和R共同作用的效果与R、R共同作用的效果相同，
所以R_x+R=R+R，即R_x=R=68Ω．
（3）本实验采用一个能得示数的电阻箱代替待测值，是等效替代法，故用总电阻替代两个串联的电阻有相似之处．
故答案为：（1）BCAD；（2）68；68；（3）D．
点评：本题主要考查的是等效替代的研究方法．等效替代法是指在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象来替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法．