Question

设计实验，用“替代法”间接地测量用电器的电阻R_x．
（1）自选器材，画出实验电路图；
（2）写出实验操作步骤：
（3）待测电阻R_x=______；
（4）请再画出另外一种仍然用“替代法”间接地测量用电器电阻R_x的电路图．

Answer 1

解：（1）画出实验电路图：

①选用电流表：
（一）串联（如图1）（或用灯、滑动变阻器、电阻箱、导线替代定值电阻R₀）
（二）并联（如图2）（或用灯、滑动变阻器、电阻箱替代定值电阻R₀）
②选用电压表：
（一）电压表与R₀并联（如图3）（或用灯、滑动变阻器、电阻箱替代定值电阻R₀）
（二）电压表与R_x并联（如图4）（或用灯、滑动变阻器、电阻箱替代定值电阻R₀）
（2）写出实验操作步骤：以图1为例
①将R_x和定值电阻R₀串联后接入电路，记下此时电流表的示数I；
②用电阻箱代替R_x和R₀串联，调节电阻箱阻值直到电流表示数又为I，记下此时电阻箱的阻值R；
③断开开关，整理器材；
（3）表达式：待测电阻R_x=R．
（4）请再画出另外一种仍然用“替代法”间接地测量用电器的电阻R_x的电路图，将定值电阻换成灯泡和滑动变阻器都行．
例如以下图为例：

分析：因为题目中已经说明要求利用等效替代法来解决问题，也就是利用标准的电阻箱（看得出电阻阻值）来代替待测电阻．那么怎么判定是等效的，这就是利用电流表，电流表的示数相同，用“替代法”间接地测量用电器的电阻R_x．
点评：这种测量未知量的探究实验，最终一般都会要求写出表达式．此类题要注意的两点：一是只需要写最终的表达式，中间的推导过程不需要写，同样，步骤中也不需要写公式的推导；二是写步骤时测出的物理量要用字母表示，最终的表达式中所用到的字母，必须在前面的步骤或是已知中有出现过．