Question

如图所示电路测量未知电阻的实验中，R_x是待测电阻，R是滑动变阻器，R₀是电阻箱（电阻箱的最大电阻大于R_x）．
（1）请根据实验电路图把实验报告中的主要实验步骤中的空白填齐．
①按电路图连好电路，并将电阻箱R₀的阻值调至最大．
②闭合开关S₁前，滑片P置于a 端．
③闭合开关S₁．
④闭合开关________，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I．
⑤先断开开关________，再闭合开关________，保持________的电阻不变，调节________，使电流表的示数仍为I．
⑥实验结果，待测电阻R_x的大小为________．
（2）在此实验中，若将电流表改用电压表，其他器材不变，画出用等效替代法测量Rx的实验电路图．（要求所设计的电路在连接好后，只能通过开关改变电路连接情况）

Answer 1

解：（1）连接好电路图，闭合开关S₁，再闭合开关S₃时，调节滑片P，记下电流表的读数；断开开关S₃，闭合开关S₂时，保持滑动变阻器的阻值不变，调节变阻箱的阻值，使电流表的示数不变，此时变阻器的阻值就是待测电阻的阻值．
（2）把电压表与待测电阻、变阻箱并联，闭合开关S₃时，调节滑动变阻器，读出电压表的示数；
断开开关S₃闭合开关S₂时，调节变阻器的阻值使两次电压表的示数相同，此时变阻箱的阻值即为待测电阻的大小，实验电路如图所示：

故答案为：（1）④S₃；⑤S₃，S₂，R，R₀；⑥R₀接入阻值的大小．
分析：（1）由等效替代法可知，当闭合开关S₁，只闭合开关S₂或S₃时，保持滑动变阻器接入电路的阻值保持不变，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数相同，说明待测电阻R_X和电阻箱R₀的阻值是等效电阻，即可得到待测电阻的大小．
（2）根据等效替代法可知，当待测电阻两端的电压和变阻箱两端的电压相等时，待测电阻的阻值和变阻箱的阻值相等；因只能通过开关改变电路连接情况，所以把电压表与待测电阻、变阻箱并联．
点评：本题考查了滑动变阻器的作用、转换法和控制变量法，解决本题的关键是理解等效替代法的思想．