题目内容

请尝试利用“曹冲称象”办法解决下面的问题.
【探究的目】粗略测量待测电阻Rx的值.
【探究器材】待测电阻Rx、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;
(3)写出Rx的表达式:______(用测量量表示).
【答案】分析:因为实验器材中没有电压表,所以该实验不能用我们常用的伏安法去测电阻.器材中有电流表和标准电阻箱,所以我们可以采用安欧法测电阻.将电阻箱与待测电阻并联起来,电流表接在干路上,使用两个开关.
当只闭合与电阻箱所在的支路开关时,用电流表测出通过它的电流,记为I;当只闭合与待测电阻所在的支路的开关时,用电流表测出通过它的电流,记为Ix.最后我们根据并联电路电压相等,列一个方程,这样就可以得出待测电阻的表达式.
解答:解:(1)电阻箱和待测电阻并联,分别用两个开关控制,电流表接在干路上,如图所示.

(2)实验步骤为:
第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路;
第二步:将开关S1闭合、S2断开,测出通过电阻箱的电流,记为I;
第三步:将开关S2闭合、S1开,测出通过待测电阻的电流,记为Ix;
第四步:读出电阻箱电阻大小R.
(3)因为并联,所以电阻箱与待测电阻两端的电压相等:即U=Ux,
则:IR=IxRx,
所以:Rx=R.
故答案为:R.
点评:本题考查的是测电阻的一种特殊方法,安欧法依据的是欧姆定律和并联电路的电压规律.根据器材选择方法,不要一味的只会用伏安法.
练习册系列答案
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“曹冲称象”的故事流传至今,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重.人们把这种方法叫“等效替代法”.请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题.
[探究目的]粗略测量待测电阻RX的值
[探究器材]待测电阻RX、滑动变阻器R、标准的电阻箱R1(可以读数的可变电阻,其元件电路符号为  )、单刀双掷开关S1、普通开关S各一个,一个刻度不准确但灵敏度良好的电压表(电压表量程足够大),干电池和导线若干.
[设计实验和进行实验]
(1)在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;
第二步:
闭合开关S,把开关S1接到触点1,调节滑动变阻器R,使电压表有个合适的示数U
闭合开关S,把开关S1接到触点1,调节滑动变阻器R,使电压表有个合适的示数U
;
第三步:
再把开关S1接到触点2,保持滑片P的位置不变,调节电阻箱R1,直到电压表示数为U
再把开关S1接到触点2,保持滑片P的位置不变,调节电阻箱R1,直到电压表示数为U
;
第四步:读出此时电阻箱的示数R1.
(3)若正确的实验操作后,电阻箱R1上各旋钮的位置如图所示,其读数为
208
208
Ω,则待测电阻RX的阻值应为
208
208
Ω.
(4)在科学研究中经常用到“等效替代法”,下面四个研究实例中,
采用了这种研究方法的是
B
B
.
A.探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,保持压力一定
B.用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
C.用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
D.探究液体内部的压强时,用U型管两侧液面的高度差来体现液体压强的大小.

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