等效替代法_电学和密度测量(吴梦瑶组)

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⨯10 1、（08丰台2）用图23甲所示的电路测量R X 的阻值，图中R 为电阻箱，R 0为滑动变阻器，电源两端的电压不变。

（1）请你完成该实验的主要步骤有： A ．根据电路图连接电路，电阻箱阻值调到最大；

B ．断开开关S 2，闭合开关S 1，读出电流表的示数为I ；

C ．_断开开关S1，闭合开关S2，保持Ro 阻值不变，调节电阻箱R ，使电流表示数为I_______________________ _；

D ．读出电阻箱的示数R ，就是未知电阻的阻值。

（2）该同学操作正确，电阻箱调节好后的示数如图23乙所示，可知待测电阻的阻值R X ＝_____36____Ω。

入手点：使两次电阻阻碍电流能力的大小相同

思路：使电流表示数不变，从而确定两次电阻的阻碍作用相同，使电阻箱与电阻有同样的阻碍电流通过的效果

易错点：滑动变阻器的影响

抓住题目中Rx 与Ro 的关系，在电源电压一样的情况下，如果电流相等，电阻也相等，所以当电流表示数相同时，电阻也相同。

抓住题目中的不变量电源电压，改变自变量Ro 使I 相等。R=U/I ，U 相等，I 相等∴R 相等

2、（2010西城2.33．）同学们各自利用输出电压恒定的电源、电阻箱和调好的电流表等器材测量定值电阻R X 的电阻值。小华连接的实验电路如图20所示。跟小华一起完成对电阻R X 的测量。

①断开开关S 2，闭合开关S 1后，电流表的示数如图21甲所示，记录到电流表的示数I 1＝⎽⎽⎽0.28⎽⎽⎽⎽⎽A ；

②将电阻箱的电阻值调到⎽⎽⎽⎽⎽最大⎽⎽⎽⎽⎽；

③开关S 1、S 2都闭合后，⎽⎽⎽⎽调节电阻箱Ro ⎽⎽⎽⎽⎽⎽，同时观察电流表的示数，当电流表的示数如图21乙所示，I 2＝0.56⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽A 时，电阻箱接入电路的电阻值如图22所示； ④待测电阻R X ＝⎽⎽⎽65⎽⎽⎽⎽⎽Ω。

⑶在实验后的交流过程中，小刚发现小华测量的电流跟

自己的数据相同，区别是两个开关都闭合时，小刚观察到

电路图

电流表的示数如图21乙所示；只闭合开关S 1，调节电阻箱接入电路电阻值如图22时，电流表的示数如图21甲所示。请你画出小刚测量定值电阻R X 电阻值的实验电路图。 入手点：观察各种表的示数 基本实验操作

使两次电阻阻碍电流能力的大小相同 思路：看图

使电流表示数不变，从而确定两次电阻的阻碍作用相同，使电阻箱与电阻有同样的阻碍电流通过的效果

易错点：图中的电流表的接线

开关断开时，电流表测Rx 支路的电流 开关闭合时，电流表测干路电流

当干路电流为支路电流2倍时，两个支路电流相同。

∵并联∴分得电压相同 又∵电流相同 ∴电阻相同即Rx=Ro

3、（2006年江苏中考题）

【探究的目的】粗略测量待测电阻R x 的值

【探究器材】待测电阻R x 、一个标准电阻箱（元件符

号）、若干开关，一个电池、若干导线和一个刻

度不准确但灵敏度良好的电流表（电流表是量程足够大） 【设计实验和进行实验】

（1）在右边的虚线方框内画出你设计的实验电路图；

（2）将下面的实验步骤补充完整。并用字母表示需要测出的物理量：

第一步：开关断开，并按设计的电路图连接电路 二：将电阻箱阻值调至最大

三：只闭合S1，测得电流表示数为I

四：只闭合S2，调节R ，使电流表偏转角度和之前相同，并记录此时R 阻

值。

（3）写出Rx 的表达式：Rx=R （用测量量表示）

图18

V

S 2

L

P

R P

a S 3 R

S 1 b

【解析】此题属于“一只电表测电阻”的类型，这种类型的题目，由于器材相对不够，不能用“伏安法”来测电阻，因此要运用“等效替代”的思想来设计测电阻的方法。哪个量相等？这是我们所要关心的。题目中已经给出的仪表是电流表，我们可以知道电流的大小。虽然不能准确读出电流值，但能比较电流的大小。因此，电流这个物理量，我们可当作已知量。根据欧姆定律变形公式

可知，需要将未知电阻的两端电压求出来。没有电压表当然不能直接读出未知电阻两端的电压，这时就要找等量，这个电压与谁的电压相等呢？并联电路各支路两端电压相等。我们可以连接成并联电路，让未知电阻两端电压与连入电路中的电阻箱的两端电压相等。记下通过未知电阻中的电流的示数（其实指电流表指针偏转的角度），再将电流表接入电阻箱的支路中，使两次电流表指针偏转的角度相同，这样就能测出未知电阻的阻值。

4、（08石景山2.32．）用如图23所示的电路测量未知电阻的实验中，其中R X 是待测电阻，R 是滑动变阻器，R 0是电阻箱（电阻箱的最大阻值大于R X ），请根据实验电路图完成下面实验步骤：

（1）按图连电路，并将电阻箱和滑动变阻器的阻值调至最大； （2）闭合开关S 1和S 3，调节滑片P ，使电压表指针指在适当

位置，记录此时电压表的示数U ；

（3）闭合开关S 1和 S2 ，保持 滑动变阻器R

的电阻不变，调节电阻箱阻值，使电压表示数为 U ，则此时电阻箱的阻值 等于 待测电阻的阻值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

入手点：电源电压不变，使两次电阻分压的能力相同

思路：使电压表示数不变，从而确定两次电阻的分压作用相同，使电阻箱和电阻有同样的分压作用

易错点：滑动变阻器的影响 5、（2011海淀一模）33．小明用电源、电压表、电阻箱和滑动变阻器等实验器材，测量标有“2.5V” 字样的小灯泡的额定电功率。请将他的实验方案补充完整。

（1）将各开关均断开，按图18连接好电路，将滑动变阻器滑片P 调到阻值最大位置； （2）闭合开关S 1和S 2，调节滑动变阻器滑片P 的位置， 使电压表示数为2.5V ，将数据记录在表格中；

（3）断开开关S 2，闭合开关S 3，保持滑动变阻器滑片P 的位置不变， 调节电阻箱R ，使电压表示数仍为

图23

P S 1

S 3 R X

S 2 R 0 V

a

b

R

V

S 3 R