Question

2．在測(cè)量待測(cè)電阻R的阻值實(shí)驗(yàn)中，已知電源電壓為3V，待測(cè)電阻的阻值約為6Ω，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)的原理是R=$\frac{U}{I}$，在方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并把實(shí)物圖連接完整．
（2）合上開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于A（填“A”或“B”）端；當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)始終為電源電壓，電流表的示數(shù)幾乎為零，你認(rèn)為電路故障的原因可能是待測(cè)電阻開(kāi)路．
（3）排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，某次測(cè)量的電壓表和電流表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的示數(shù)是2.0V，電流表的示數(shù)是0.3A，此時(shí)測(cè)量的待測(cè)電阻約為6.7Ω．
（4）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)用的表格．
（5）現(xiàn)用原電路測(cè)某小燈泡電阻，當(dāng)燈泡兩端電壓改變時(shí)，電流表示數(shù)、燈泡亮度隨之改變，測(cè)得三次電阻值，發(fā)現(xiàn)三次測(cè)得阻值相差較大，能否采取求平均值的方法減小實(shí)驗(yàn)誤差？不能請(qǐng)說(shuō)明理由：因?yàn)闊襞莸碾娮桦S溫度變化而變化，取平均值沒(méi)有物理意義．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)電阻的原理是R=$\frac{U}{I}$；
根據(jù)電源電壓和待測(cè)電阻的阻值，根據(jù)歐姆定律求出通過(guò)未知阻值電阻的最大電流，確定電流表的量程，
連接實(shí)物圖時(shí)，要將電源、開(kāi)關(guān)、電流表、定值電阻以及滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，并且滑動(dòng)變阻器符合一上一下的連接方式，
要選擇電壓表和電流表的量程，同時(shí)電流需從儀表的正接線柱流入，負(fù)接線柱流出；
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)處于最大阻值處，防止電流過(guò)大，燒壞電路元件．無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表的示數(shù)為零，說(shuō)明電路出現(xiàn)斷路，并且斷路在電壓表兩接線柱之間；
（3）根據(jù)電壓表、電流表的量程和分度值分別讀出電壓表和電流表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出未知阻值電阻的大��；
（4）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)記錄：實(shí)驗(yàn)次數(shù)，電壓，電流，記錄求出的電阻值；
（5）燈絲的電阻與溫度有關(guān)，且隨溫度的升高而增大，在實(shí)驗(yàn)中求平均值是沒(méi)有意義的．

解答 解：（1）伏安法測(cè)電阻，電壓表測(cè)電阻兩端電壓，電流表測(cè)電路電流，所以實(shí)驗(yàn)原理是R=$\frac{U}{I}$．
電源的電壓為U=3V，待測(cè)電阻的阻值約為R=6Ω；
因此通過(guò)未知阻值電阻的最大電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{6Ω}$=0.5A＜0.6A，
所以電流表的量程為0～0.6A，與燈泡串聯(lián)，電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，
滑動(dòng)變阻器的下面接線柱已經(jīng)接入電路，上面的接線柱任意選擇，把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中．
實(shí)物電路圖如圖所示，根據(jù)實(shí)物電路圖作出電路圖如圖所示：
 
（2）滑動(dòng)變阻器接入右半段，閉合開(kāi)關(guān)前，滑片處于A端，連入電路的阻值最大．
閉合開(kāi)關(guān)，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，且電壓表始終為電源電壓，電流表示數(shù)為零，
說(shuō)明電壓表串聯(lián)在了電路中，電流太小電流表顯示不出來(lái)，則故障的原因可能是待測(cè)電阻開(kāi)路．
（3）電壓表0～3V量程，每一個(gè)大格代表1V，每一個(gè)小格代表0.1V，電壓為2.0V，
電流表使用的0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.3A，
所以，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.0V}{0.3A}$≈6.7Ω．
（4）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)記錄：實(shí)驗(yàn)次數(shù)，電壓，電流，記錄求出的電阻值，所以本實(shí)驗(yàn)用的表格如下所示：

（5）由于燈泡的電阻受燈絲的溫度的影響，則在測(cè)燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中，利用滑動(dòng)變阻器改變燈泡兩端的電壓，
目的是測(cè)量不同的電壓下的燈泡電阻值，不能求平均值原因是因?yàn)闊襞莸碾娮桦S溫度變化而變化，取平均值沒(méi)有物理意義．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；實(shí)驗(yàn)電路見(jiàn)上圖；
（2）A；待測(cè)電阻斷路；
（3）2.0；0.3；6.7；
（4）實(shí)驗(yàn)用的表格見(jiàn)解答；
（5）不能；因?yàn)闊襞莸碾娮桦S溫度變化而變化，取平均值沒(méi)有物理意義．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了“伏安法”測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用、連接實(shí)物圖和畫(huà)出電路圖、電路故障的判斷及電阻的計(jì)算等，這些知識(shí)點(diǎn)是伏安法測(cè)電阻中最常見(jiàn)的內(nèi)容，也是�？嫉膬�(nèi)容；同時(shí)要知道燈絲的電阻與溫度有關(guān)，熟悉“伏安法”測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)是正確解題的關(guān)鍵．