Question

在测定一个未知电阻R_X的阻值时，小山和小海设计了如图甲所示的实验电路，其中R₁是电阻箱，S₁为单刀双掷开关．

（1）闭合开关S后，把开关S₁接到触点______（选填写“1”或“2”），调节滑动变阻器R，使电压表有合适的示数U；把开关S₁接到另一触点后，小山和小海采取了不同的实验操作．
小山的操作：保持滑片P的位置不变，只调节电阻箱R₁，直到电压表示数为U；
小海的操作：同时调节滑动变阻器R和电阻箱R₁，直到电压表表示数为U．
你认为两人的操作中，______的操作是正确的．
（2）选择正确的实验操作后，电阻箱R₁上各旋钮的位置如图乙所示，其读数为______Ω，则待测电阻R_X的阻值应为______Ω．
（3）若去掉滑动变阻器，在不增加其它实验器材的条件下，本实验______（选填“能”或“不能”）完成测量．（假定电压表不会烧坏）

Answer 1

解：（1）闭合开关S后，把开关S₁接到触点1，调节滑动变阻器R，使电压表有合适的示数U；
然后保持滑动变阻器的阻值不变，开关S₁接到触点2，调节电阻箱使电压表的示数为U，根据串分压的指针，此时电阻箱的阻值便等于R_x的阻值；
若改变滑动变阻器的阻值，则电阻箱的阻值不等于R_x的阻值；所以小山的操作是正确的；
（2）由图乙知，电阻箱的电阻为：R₁=1×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=108Ω．
所以，R_X=R₁=108Ω；
（3）若去掉滑动变阻器，在不增加其它实验器材的条件下，无论怎样调节，电压表的示数始终等于电源电压，所以不能完成测量．
故答案为：（1）1；小山；（2）108；108；（3）不能．
分析：（1）本实验采用等效替代的方法测R_X的阻值．
S₁接触点1，移动滑动变阻器，使电压表示数为U．
S₁接触点2，保持滑动变阻器滑片位置不变，调节电阻箱，使电压表示数为U，此时R_X与电阻箱连入电路的阻值相同．
（2）电阻箱连入电路的示数为“旋钮对应数字×倍数”之和；
待测电阻的阻值等于电阻箱的阻值；
（3）若去掉滑动变阻器，则电压表的示数始终等于电源电压，不发生变化．
点评：（1）掌握物理常用的物理探究方法．等效替代法、控制变量法、推理法、转换法、模型法、类比法是初中物理常用的方法．
（2）在辨别小明与小亮的操作方法时，容易混淆．R_X与R₁电压之比相同，电阻之比相同，但是R_X与R₁不一定相同．