Question

1．小明设计了一种测量未知电阻R₁的实验方案，并选择了合适的器材．测量电路如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器最大阻值未知，在A、B两点间接入的元件每次只能是电阻箱或未知电阻R₂．
（1）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该调节到阻值最大值位置，以防止在A、B两点间接入元件的阻值太小（选填“大”或“小”）时，产生过大的电流而损坏电路．
（2）请你帮他完成相关实验内容：
①将未知电阻R₁；接入A、B两点间；
②闭合开关，调节滑动变阻器至适当大小，记下电压表示数；
③断开开关，取下A、B间的元件，将电阻箱接在A、B两点间；
④闭合开关，调节电阻箱，使电压表示数回到原来的大小；
⑤读出电阻箱的示数，即可知道R₁的阻值．
（3）小明测量电阻R₁利用了“等效替代”的思维方法，在科学研究中总经常用到．下面四个研究实例中，采用这种研究方法的是C．
A．力是看不见的，可以通过力的作用效果认识它
B．根据磁铁吸引大头针多少判定磁铁磁性的强弱
C．用总电阻表示同一段电路中并联的两个电阻
D．用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱．

Answer 1

分析 （1）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该调节到阻值最大值位置，以防止电路中的阻值太小时，产生过大的电流而损坏电路．
（2）每次只能是电阻箱或未知电阻R₁接入A、B之间，可以利用等效替代的方法，首先把被测电阻接在A、B 两点之间，电压表示数为U，用电阻箱替代被测电阻R₁，滑动变阻器位置不变，改变电阻箱的阻值，使电压表示数还为U，则R₁ 与此时电阻箱的阻值相同．
（3）物理上利用控制变量法、等效替代法、类比法、转换法、模型法等多种方法研究物理问题．

解答 解：（1）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该调节到阻值最大值位置，以防止在A、B两点间接入元件的阻值太小时，产生过大的电流而损坏电路．
（2）①把未知电阻R₁接在A、B 两点之间，记下电压表的示数U．
②用电阻箱替换R₁，保持滑动变阻器滑片位置不变，改变电阻箱的电阻值，使电压表的示数还为U．
③R₁的阻值与此时电阻箱的阻值相等，这种方法是等效替代法．
（3）小明测量电阻的方法是等效替代法．
A、用力的效果来认识看不见的力利用了转换法．
B、用吸引大头针的多少判定磁铁磁性强弱利用了转换法．
C、用总电阻表示并联的两个电阻，说明一个总电阻的效果和同一段电路中两个并联的电阻效果相同．这种方法是等效替代法．
D、磁感线是不存在的，为了便于研究磁场，人们画出的曲线表示磁感线，这种方法是模型法．
所以，小明测量电阻R的方法与C是相同的，都是等效替代法．
故答案为：（1）小；（2）①未知电阻R₁；   ③电阻箱；  ④电阻箱； （3）C．

点评 物理上有好多研究方法，如控制变量法、等效替代法、类比法、模型法、转换法等．以上几个方法在初中物理实验中经常用到，一定要掌握．