Question

利用如图所示的电路可以测定未知电阻R的阻值，已知电源两端电压恒定，请将下面的实验步骤补充完整：
（1）将单刀双掷开关S接b，读出电流表的示数为I₁；
（2）将单刀双掷开关S接________，________；
（3）读出电阻箱的阻值R₀=60Ω，则R的阻值为________Ω．

Answer 1

解：实验步骤：
（1）将单刀双掷开关S接b，读出电流表的示数为I₁；
（2）将单刀双掷开关S接a，调节电阻箱的旋钮使电流表的示数仍为I₁；
（3）读出电阻箱的阻值R₀=60Ω，则R的阻值为60Ω．
故答案为：（2）a；调节电阻箱的旋钮使电流表的示数仍为I₁；（3）60．
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．
点评：电阻箱的合理使用是本实验成功的关键．电阻箱同滑动变阻器一样，它的阻值可以调节，但不同的是变阻箱的阻值是可以直接读出来的，而滑动变阻器则不能．因此，用已知的电阻等效替代未知的电阻，测量就会变得非常简单．这种方法在物理实验中经常用到，是我们应该掌握的好方法之一．