Question

8．在“用伏安法測電阻”實驗中，有如下器材：電壓表、電流表、開關、電壓為6V的電源，標有“20V 1.5A”的滑動變阻器，導線若干．
（1）小明實驗小組做“測量小燈泡的阻值”的實驗． 實驗電路如圖甲所示．
①連接實物電路．
②閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到A（選填“A”或“B”）端．
③小組同學連完導線后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P時，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是電壓表與滑動變阻器并聯(lián)．
④糾正錯誤后，移動滑動變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為3V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則該定值電阻阻值為10Ω．他們認為這個結果就是定值電阻的準確阻值，物理老師告訴他們這是不合理的，于是他們又測了兩組數(shù)據(jù)，并填入表一中．
（2）小瑞實驗小組做“測量小燈泡的阻值”的實驗．
①小組同學連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出實驗中兩個操作不當之處：
A．連接電路時，開關未斷開； B．連接電路時，滑片未滑到最大阻值處．
②表二是按正確的操作測得的數(shù)據(jù)，從表中計算出3次小燈泡的阻值不相等，其原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大．
表一

物理量 實驗序號	電壓U，（V）	電流I，（A）	電阻R （Ω）	電阻R，平均值 （Ω）
1
2
3

表二

試驗次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	2.0	3.0	3.8
電流I/A	0.33	0.34	I3
電阻R/Ω	6.0	8.8	R3

【評估與交流】在交流討論時，小明實驗小組的同學認為小瑞實驗小組的表格設計不合理，應該也要加上求電阻平均值一欄，他們的說法是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的，理由是燈泡電阻受溫度影響是變化的，求平均值無意義．

Answer 1

分析 （1）②連接電路時，開關應斷開；閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到最大值處；
③伏安法測電阻的實驗中，電壓表應與被測電阻并聯(lián)，當滑動變阻器接入電路的阻值減小時，電路電流變大，被測電阻兩端電壓變大，滑動變阻器兩端電壓減小，電流表與電壓表示數(shù)變大，如果電壓表與滑動變阻器并聯(lián)則電流表示數(shù)增大時，電壓表示數(shù)減小，據(jù)此分析答題；
④由圖示電流表確定電流表的量程與最小分度值，然后根據(jù)電流表指針位置讀出電流表示數(shù)，由歐姆定律求出電阻阻值；在本實驗中只進行了一次測量便得出結論，沒有進行多次測量求平均值，實驗誤差較大，只進行一次測量不合理；
（2）①連接好最后一根導線還沒閉合開關燈泡就發(fā)光，說明開關在連接電路之前是閉合的，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光說明電路電流很大，故滑動變阻器的阻值沒有調到最大阻值處；
②通過計算可以得出三次測量的電阻值是不相等的，造成的原因可從燈絲電阻與溫度關系的角度去考慮．

解答 解：
（1）②為了保護電路安全，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到最大值A端；
③開關閉合后，移動滑動變阻器的滑片P時，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)卻變小，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是：電壓表與滑動變阻器并聯(lián)；
由圖知：電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.3A，
該定值電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
（2）①連好電路，沒閉合開關燈泡就發(fā)光，說明開關之前是閉合的，這是錯誤操作．
燈泡發(fā)出耀眼的光，說明電流很大，這是由于滑動變阻器沒有調到最大阻值，這也是不允許的；
②燈泡在不同電壓下，燈泡的明暗程度不同，燈絲的溫度也就不同，小燈泡的阻值不同，其原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大；
【評估與交流】由于燈絲的電阻受溫度的影響，所以求平均值無意義，不應設計“燈泡電阻平均值”一欄，故他們的說法是錯誤的．
故答案為：（1）②A；③電壓表與滑動變阻器并聯(lián)；④10；
（2）①A連接電路時，開關未斷開；B連接電路時，滑片未滑到最大阻值處；
②燈絲的電阻隨溫度升高而增大；
【評估與交流】錯誤；燈泡電阻受溫度影響是變化的，求平均值無意義．

點評 在求取電阻值時，如果所測的是小燈泡的燈絲，要知道它的阻值會隨溫度有一個較為明顯的變化．