Question

滑動變阻器能夠改變連入電路的電阻，但不能表示出連入的阻值．能夠表示出阻值的變阻器叫做變阻箱．圖甲是實驗室用旋盤式電阻箱的面板．上有兩個接線柱、四個旋盤．使用時，把兩個接線柱接入電路，調(diào)節(jié)旋盤就能得到0～9999Ω之間的任意阻值．各旋盤對應(yīng)的指示點（圖中的小三角）的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù)，然后加在一起，就是接入電路的阻值，例如，如圖甲所示電阻箱的示數(shù)為3608Ω．
利用電流表和電阻箱，不用電壓表也能測量電阻．圖乙為該實驗的電路圖，其中R_x為待測電阻，R為電阻箱，S為單刀雙擲開關(guān)．

主要步驟
A、把開關(guān)S拔至a點讀出電流表示數(shù)I_a
B、讀出電阻箱示數(shù)R
C、根據(jù)電路圖連接實物電路，并將電阻箱阻值調(diào)至最大
D、把開關(guān)S撥至b點，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表示數(shù)I_b等于I_a
（1）上述步驟的合理順序是________．（填序號）
（2）步驟B中電阻箱調(diào)節(jié)后的示數(shù)如圖丙電阻箱的阻值是________Ω
（3）請用歐姆定律推導(dǎo)R_x的表達式（要求寫出推導(dǎo)過程，用所測物理量表示）
（4）該實驗中不能用滑動變阻器代替電阻箱，是因為________．

Answer 1

解：（1）為了保護電路，實驗開始一定要使電阻最大，然后將開關(guān)分別撥在a點和b點，使電流表的示數(shù)不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓相等和歐姆定律可知待測電阻的阻值與電阻箱的阻值相等，所以實驗的順序為：CADB；
（2）根據(jù)變阻箱的讀數(shù)方法，讀出其阻值為：3×10Ω+5×1Ω=35Ω；
（3）當(dāng)S接b點時，讀出電流表的示數(shù)I_b，則電源的電壓U=I_bR，
當(dāng)S接a點時，讀出電流表的示數(shù)I_a，則電源的電壓U=I_bR_x，
因為U不變，I_a=I_b，
所以，R_x=R；
（4）因無法從滑動變阻器上直接讀出電阻值，所以該實驗中不能用滑動變阻器代替電阻箱．
故答案為：（1）C、A、D、B；（2）35；（3）R_x=R；（4）無法從滑動變阻器上直接讀出電阻值．
分析：（1）實驗時無電壓表，只有電流表，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓特點進行實驗，即：連接好電路圖后，用電流表測出通過待測電阻的電流，再將開關(guān)與電阻箱連接并調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(shù)不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓相等和歐姆定律可知待測電阻的阻值與電阻箱的阻值相等；據(jù)此設(shè)計實驗步驟和得出表達式．
（2）根據(jù)電阻箱的正確用法，讀出其阻值的大小；
（3）動變阻器的阻值未知，而變阻箱可以隨時讀出其阻值．
點評：本題考查了沒有電壓表測電阻的方法：根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等這一特點設(shè)計實驗，著重體現(xiàn)了等效替代法在實驗中的具體應(yīng)用．