求差法适用于:三种不同的物理量中有一种物理量在两个不同的状态中保持不变,而另两种物理量发生变化。
例1 如图1所示,小明同学用伏安法测电阻的过程中,误将电压表并联在滑动变阻器的两端。滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表示数的变化范围为0.3A到0.4A之间,电压表的变化范围为2V到3V之间,且电源电压恒定不变。求电源电压和待测电阻各为多少?
图1
分析 对应滑动变阻器滑片的两个极端位置,电路有两个不同的工作状态,这两个状态下,待测电阻R1阻值不变,由欧姆定律可知
①
②
②-①得
即
又电源电压恒定不变
则
故
例2 一个体积为
的长方体木块漂浮在水面上,木块露出水面的体积为
。则在木块上放一个多重的铁块,才能使木块刚好全部浸没在水中?
分析 第一次木块处于漂浮状态,第二次将木块和铁块看作一个整体,整体也处于漂浮状态。在这两个状态中,水的密度不变(当然g也不变)。由阿基米德原理可知
①
②
由②-①得
另据漂浮条件
可知
故
例3 如图2所示,杠杆处于平衡状态。现在杠杆的左边d处再挂2个相同的钩码,为了使杠杆再次平衡,应在杠杆的右边B处再挂几个相同的钩码?或怎样移动原来挂在B处的钩码?
图2
分析 (1)若在杠杆的右边B处再挂一些钩码,则在两次平衡状态中,力臂
、
均不变,根据杠杆平衡条件可知
①
②
②-①得
故
即应在右边B处再挂4个相同的钩码
(2)若将原来挂在B处的钩码移动,则在两次平衡状态中,力臂
和杠杆右边所挂钩码重不变。根据杠杆平衡条件可知
①
②
②-①得
即应将原来挂在B处的钩码向右移动4格。
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