Question

小明在做“伏安法測電阻”的實驗時．
（1）按所示電路圖1，用筆畫線代替導線將實物2連接起來，電壓表選用0～3V量程．

（2）閉合開關前，應將滑動變阻器滑片置于

B

（A/B）端，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)，且移動滑片電壓表示數(shù)幾乎不變，則電路中可能出現(xiàn)的故障是

與電壓表并聯(lián)的電阻R斷路

．


（3）改正電路正確無誤后開始實驗．前兩次的實驗數(shù)據(jù)已填在下面的表格內(nèi)，第三次實驗時電流表的示數(shù)如圖3所示，請將下面表格中的空白處填寫完整．（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）

實驗次數(shù)	電流/A	電壓/V	電阻/Ω	測量結(jié)果 R= 8.1 Ω
1	0.30	2.5	8.3
2	0.26	2.1	8.1
3	① 0.2	1.6	8.0

（4）小明將一只“2.5V0.75W”燈泡接入電路中原電阻R的位置，通過伏安法準確測出了幾組數(shù)據(jù)如下表：由此可知此燈泡正常發(fā)光時的電阻是

8.3

Ω，分析表中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隱含的一條關于電阻的規(guī)律是

燈泡電阻隨溫度的升高而增大

．

試驗次數(shù)	1	2	3
U/V	2.5	2.0	1.5
I/A	0.3	0.28	0.25
R/	8.3	7.1	6

（5）完成本次實驗后，愛動腦筋的小明想利用“等效替代”的思想設計的測量電阻Rx阻值的實驗，經(jīng)過思考后他設計出甲乙兩種方案，（其中R為電阻箱）．老師看了他設計的這兩個方案，告訴他們兩個方案中有一個可行，另一個不可行，不可行方案在原基礎上經(jīng)過一定的改進后會變得可行．你認為可行的是

甲

（甲/乙）方案，而另一方案不可行的原因是

不能測出流過待測電阻的電流

．若要使該方案改進后可行，請你原電路的基礎上將所改進之處在圖上標出．

Answer 1

分析：（1）把電阻、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端，注意滑動變阻器的接法及電壓表量程的選擇；
（2）閉合開關前，應將滑動變阻器滑片置于滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值處；
電流表示數(shù)為零，可能是電流表斷路或短路或電流表之外電路斷路；電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)，說明電路電阻較小，電壓表與電源兩端相連接，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；移動滑片電壓表示數(shù)幾乎不變，可能是滑動變阻器同時接上面兩個或下面兩個接線柱，或電壓表并聯(lián)電路斷路，電壓表直接接在電源兩端，綜合分析可知故障原因是與電壓表并聯(lián)的電阻R斷路．
（3）確定電流表的量程、最小分度值，圖示讀出電流表示數(shù)；由歐姆定律求出電阻阻值；最后求出電阻測量值的平均值．
（4）燈泡電壓等于額定電壓時，燈泡正常發(fā)光，由表找出額定電壓對應的電流，然后由歐姆定律求出燈泡電阻；分析隨電壓變化，看電阻值如變化，然后分析原因得出結(jié)論；
（5）甲方案可測出待測電阻的電壓與電流，故甲方案可行；乙方案不能測出流過待測電阻的電流，該方案不可行，在電路中串聯(lián)一個定值電阻，改進后乙方案可行．

解答：解：（1）電阻、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端，電路圖如圖一所示．
故答案為：電路圖如圖一所示．
（2）閉合開關前，應將滑動變阻器滑片置于B端；閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)，且移動滑片電壓表示數(shù)幾乎不變，則電路中可能出現(xiàn)的故障是：與電壓表并聯(lián)的電阻R斷路．
故答案為：B；與電壓表并聯(lián)的電阻R斷路．
（3）由電路圖知，電流表的量程是0.6A、最小分度值是0.02A，電流表讀數(shù)是0.2A；電阻阻值R₃=

U3

I3

=

1.6V

0.2A

=8.0Ω；
電阻測量值的平均值R=

R1+R2+R3

3

=

8.3Ω+8.1Ω+8.0Ω

3

≈8.1Ω；
故答案為：0.2；8.0；8.1．
（4）由表可知，燈泡的額定電壓2.5V對應的電阻值為8.3Ω；由表可知，隨燈泡電壓的增大，燈泡電阻增大；隨燈泡電壓增大，燈泡功率增大，燈絲溫度升高，燈泡電阻變大，由此可知：燈泡電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：8.3；燈泡電阻隨溫度的升高而增大．
（5）你認為可行的是甲；另一方案不可行的原因是：當開關S由2打到1時，電路電阻發(fā)生變化，從而電路電流發(fā)生變化，不能測出流過待測電阻的電流；可在干路中串聯(lián)一定值電阻，電路圖如圖二所示．
故答案為：甲；不能測出流過待測電阻的電流；電路圖如圖二所示．

點評：本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、電路故障分析、電流表的讀數(shù)、由歐姆定律求電阻、實驗數(shù)據(jù)分析、實驗電路設計分析等內(nèi)容，涉及的知識點較多，有一定的難度；連接實物電路圖時要注意滑動變阻器的接法；分析電路故障時要考慮各種可能的故障原因，最后綜合分析得出結(jié)論．