四、用电阻箱测电阻(知识储备)
在物理实验中常用到等效替代法。例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻,在其他条件不变的情况下,该支路中电流不变,说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的,所以可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。
利用如上图所示电路测量未知电阻的实验中,用的就是等效替代法。其中Rx是待测电阻(阻值大约几百欧),R是滑动变阻器,R0是电阻箱(电阻箱是能够表示出阻值大小的变阻器,此电阻箱的最大阻值大于Rx)。
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S3,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S3,再闭合开关 S2,保持滑动变阻器的电阻不变,调节电阻箱R0,使电流表的示数仍为I,则此时电阻箱R0的示数即为Rx的大小。
(2)在此实验中,若将电流表改为电压表,其他器材不变,请你用等效替代法测量Rx电阻的实验电路图。(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)
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S3,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数U1;
⑤先断开开关S3,再闭合开关 S2,保持滑动变阻器的电阻不变,调节电阻箱R0,使电压表的示数仍为U1,则此时电阻箱R0的示数即为Rx的大小。
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