Question

用如图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，R₀为定值电阻．某同学用该电路进行实验，主要步骤有：
A．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大
B．把开关S接a点，读出电流表的示数为I
C．______．
D．读出电阻箱的示数R
（1）把上述步骤补充完整．
（2）本实验所采用的物理思想方法可称为______（选填“控制变量法”或“等效替代法”）．

Answer 1

解：（1）C、把开关S接b点，调节电阻箱阻值，使电流表的示数为I；
（2）该实验中：R_X与R₀共同作用的效果与R、R₀共同作用的效果相同，则R_X+R₀=R+R₀，即RX=R，
这里用电阻箱R阻值替代了待测电阻R_X的阻值，应用了等效替代法；
故答案为：（1）把开关S接b点，调节电阻箱阻值，使电流表的示数为I；（2）等效替代法．
分析：（1）本实验利用了等效替代法，借助电阻箱的示数利用等效替代的方法间接测量待测电阻Rx；
（2）如图所示电源电压保持不变，利用电流等效；即①先把开关S接a点，读出电流表的示数为I（此电流为R_x、R₀共同作用的效果）；②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、R₀共同作用的效果）；③既然R_x和R₀共同作用的效果与R、R₀共同作用的效果相同，则R_x+R₀=R+R₀，即R_x=R．
（3）本实验中利用了电阻箱R阻值等效替代了待测电阻R_x，测量方法突破常规思维，非常独特、新颖．
点评：此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．