4.[電壓等效替代法]如圖所示的實驗電路可以用來測量電阻，可供選用的實驗器材如下：
A.待測電阻Rx（阻值約為55Ω）
B.定值電阻R0（阻值為16Ω）
C.電壓表V1（0～3V，內(nèi)阻很大，可看成理想電壓表）
D.電壓表V2（0～15V，內(nèi)阻很大，可看成理想電壓表）
E.滑動變阻器R1（0～5Ω，2A）
F.滑動變阻器R2（0～50Ω，2A）
G.蓄電池（電動勢為4.0V，內(nèi)阻忽略不計）
H.開關(guān)、導(dǎo)線等
（1）要完成本實驗且較準確地進行測量，電壓表應(yīng)該選用 C ，滑動變阻器應(yīng)該選用 F .（填器材前面的字母）
（2）實驗步驟如下：
①按照電路圖連接實驗器材，斷開開關(guān)S0，單刀雙擲開關(guān)S空置，把滑動變阻器的觸頭滑到最左端；
②閉合S0，將單刀雙擲開關(guān)擲于“1”，調(diào)節(jié)滑動變阻器觸頭，使電壓表讀數(shù)為2.8V；
③將單刀雙擲開關(guān)擲于“2”， 不再滑動 （選填“向左滑動”“向右滑動”或“不再滑動”）滑動變阻器觸頭，觀察并記錄電壓表讀數(shù)為1.6V.
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，被測電阻的測量值Rx＝ 56 Ω.
（4）由于蓄電池內(nèi)阻r的存在，Rx的測量值將 等于 真實值（選填“大于”“小于”或“等于”）.
解析 （1）由于電源電動勢為4.0V，0～15V量程的電壓表量程太大，因此選用量程為0～3V的電壓表；最大阻值為5Ω的滑動變阻器R1會使被測電阻兩端的電壓超過3V，因此不能選用，只能選用最大阻值為50Ω的滑動變阻器R2.
（2）根據(jù)實驗原理，滑動變阻器接入電路的阻值是不能改變的，否則就不能解出Rx的值.
（3）根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，閉合開關(guān)S0，單刀雙擲開關(guān)擲于“1”位置時，有UxRx＝E－UxR，得RRx＝37；單刀雙擲開關(guān)擲于“2”位置時，有U0R0＝E－U0R，得R0R＝23，聯(lián)立解得Rx＝56Ω.
（4）蓄電池的內(nèi)電阻r與滑動變阻器連入電路的電阻可當作一個整體，則r的存在不影響Rx的值.
考法拓展
[電流等效替代法/2021浙江6月]小李在實驗室測量一電阻Rx的阻值.
（1）因電表內(nèi)阻未知，用如圖甲所示的電路來判定電流表該內(nèi)接還是外接.正確連線后，合上開關(guān)S，將滑動變阻器的滑片P移至合適位置.單刀雙擲開關(guān)K擲到“1”，電壓表的讀數(shù)U1＝1.65V，電流表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)I1＝ 0.34 A；將K擲到“2”，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U2＝1.75V，I2＝0.33A.由此可知應(yīng)采用電流表 外 （選填“內(nèi)”或“外”）接法.
（2）完成上述實驗后，小李進一步嘗試用其他方法進行實驗：
①器材與連線如圖丙所示，請在圖丁的虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖；
②先將單刀雙擲開關(guān)擲到左邊，記錄電流表的示數(shù)，再將單刀雙擲開關(guān)擲到右邊，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同，電阻箱的示數(shù)如圖丙所示，則待測電阻Rx＝ 5 Ω.此方法 有 （選填“有”或“無”）明顯的實驗誤差，其理由是 電阻箱的分度值與待測電阻比較接近（合理即可） .
圖丁
解析 （1）由題圖乙可知，電流表使用的是0～0.6A的量程，分度值為0.02A，估讀到與分度值相同位，故讀數(shù)為I1＝0.34A.兩次測量中，電壓測量值的絕對誤差ΔU＝U2－U1＝1.75V－1.65V＝0.10V，電流測量值的絕對誤差ΔI＝I1－I2＝0.34A－0.33A＝0.01A，電壓測量值的相對誤差ΔUU1＝＝0.061，電流測量值的相對誤差ΔII2＝＝0.033，可見電流測量值的相對誤差小于電壓測量值的相對誤差，為了減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)采用電流表外接法.
（2）②由題可知，使兩次電流表的示數(shù)盡量相同，則兩次電路的總電阻接近相等，可知待測電阻的阻值近似等于電阻箱的阻值，由題圖丙可知電阻箱的讀數(shù)為5Ω，則Rx＝5Ω.此方法有明顯的實驗誤差，因為電阻箱的分度值為1Ω，與待測電阻（約5Ω）比較接近，在調(diào)節(jié)電阻箱的阻值時，很可能無法使電流表的讀數(shù)與前一次完全相同，即電阻箱的阻值很可能無法調(diào)節(jié)到和待測電阻相同.
電流等效替代
電壓等效替代
電路圖
步驟
（1）按如圖所示的電路圖連接好電路，并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大，滑動變阻器的滑片P置于a端.
（2）閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針指在適當?shù)奈恢?，記下此時電流表的示數(shù)I.
（3）斷開開關(guān)S2，再閉合開關(guān)S3，保持滑片P的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I.
（4）此時電阻箱連入電路的阻值R0與未知電阻Rx的阻值相等，即Rx＝R0
（1）按如圖所示電路圖連好電路，并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大，滑動變阻器的滑片P置于a端.
（2）閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表指針指在適當?shù)奈恢茫浵麓藭r電壓表的示數(shù)U.
（3）斷開開關(guān)S2，再閉合開關(guān)S3，保持滑片P的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)仍為U.
（4）此時電阻箱連入電路的阻值R0與未知電阻Rx的阻值相等，即Rx＝R0

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