小明設計了一種測量未知電阻Rx的實驗方案,并選擇了合適的器材,測量電路如圖所示,電源電壓恒定,滑動變阻器最大阻值未知,R為電阻箱.
(1)請你幫他完成相關實驗內容:
①閉合開關________,移動滑動變阻器滑片到某一合適位置時,記下________;
②斷開開關________,閉合開關________,調節(jié)________,使________;
③讀出________,即可知道Rx的阻值.
(2)小明測量電阻Rx的方法,在科學研究中經常用到,下面四個研究實例中,采用這種研究方法的是________(選填序號).
A.力是看不見的,可以通過力的作用效果認識它
B.根據磁鐵吸引大頭針多少判定磁鐵磁性的強弱
C.用總電阻表示同一段電路中串聯的兩個電阻
D.用磁感線的疏密程度表示磁場的強弱.
解:(1)①閉合開關S1,此時電路中RX與滑動變阻器串聯,移動滑動變阻器后,應記下電流表的示數;
②斷開開關S1,閉合開關S2,此時電路中電阻箱與滑動變阻器串聯,調節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的示數與上次相同;
③讀出電阻箱的阻值,即可知道RX的阻值.因為這里用電阻箱等效替代了RX.
(2)以上實驗運用了等效替代的方法,選項C用總電阻表示同一段電路中串聯的兩個電阻符合等效替代的要求;選項A、B、D都是將不易觀察和研究的現象轉換成容易觀察和研究的現象,屬于轉換法.故C符合題意.
故答案為:(1)①S1,電流表的示數; ②S1,S2,電阻箱的阻值,電流表示數與上次相同;③電阻箱的阻值.
(2)C.
分析題意可以看出,本實驗通過開關的通斷改變電路的連接,用電阻箱等效替代未知電阻,以達到相同的效果,這樣便可通過電阻箱讀出未知電阻的阻值.根據這一思路,我們可對步驟中缺少的內容進行補充,并判斷(2)的各選項中哪一個符合了等效替代法的要求.
點評:電阻箱的合理使用是本實驗成功的關鍵.電阻箱同滑動變阻器一樣,它的阻值可以調節(jié),但不同的是變阻箱的阻值是可以直接讀出來的,而滑動變阻器則不能.因此,用已知的電阻等效替代未知的電阻,測量就會變得非常簡單.這種方法在物理實驗中經常用到,是我們應該掌握的好方法之一.