Question

小軒用伏安法測量電阻R的阻值：

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖1中的實(shí)物圖連成實(shí)驗(yàn)電路．要求，滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電流變大．
（2）根據(jù)實(shí)物電路在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）現(xiàn)已列出三次測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及部分計(jì)算結(jié)果，還差第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)的阻值沒有計(jì)算，計(jì)算出第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)的阻值并將計(jì)算結(jié)果填入表中．
（4）在圖2所示的電流表和電壓表的表盤上分別畫出第二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表針的位置，并畫出接線以表明測量時(shí)使用的量程．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	U/V	I/A	R/Ω
1	2.2	0.18	12.2
2	2.5	0.2	5
3	3	0.24	12.5

（5）計(jì)算出電阻R的平均值R=

12.4

Ω．
（6）計(jì)算出電阻R在第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)消耗的實(shí)際功率P=

0.5

W．
（7）小林發(fā)現(xiàn)另一個(gè)同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路連接正確，電壓表的示數(shù)為3V，但是反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表的示數(shù)總是不表．由此可見，發(fā)生故障的原因可能是滑動(dòng)變阻器

短路

或電阻R

斷路

（均選填“短路”或“斷路”）．

Answer 1

分析：（1）連接電路，先弄清電路圖各元件的連接方式，滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表的量程連接正確且符合要求．
可采用“電流流向法”，從電源的正極出發(fā)，按照電流的流向，先串主電路，兩將電壓表并在待測電阻的兩端，連線不準(zhǔn)交叉；根據(jù)題中要求“滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大”即滑動(dòng)變阻器的阻值變小，可以連接成“右上左下”．
（2）先分析各元件的連接方式，然后用導(dǎo)線將各元件依次連接起來，電壓表測量小燈泡兩端的電壓，根據(jù)實(shí)物圖完成電路圖．電路圖要畫的方正，元件不要畫在拐彎處，元件要分散．
（3）知道第二次待測電阻兩端的電壓和通過它的電流，可利用歐姆定律的公式變形R=

U

I

求出第二次的電阻．
（4）已經(jīng)確定了電流表和電壓表的量程，從而可以確定兩個(gè)表的量程，再在電流表上標(biāo)出相應(yīng)的讀數(shù)和選擇的量程．
（5）知道第一次和第三次的電壓和電流，可利用公式R=

U

I

求出第一次和第三次的電阻，已經(jīng)求出第二次的電阻，求電阻平均值即可．
（6）知道第二次待測電阻兩端的電壓和通過它的電流，可利用公式P=UI計(jì)算出第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)消耗的實(shí)際功率．
（7）電源電壓為3V，電壓表V₁測量的是R兩端的電壓，若兩表示數(shù)相等，說明電路中有些元件斷路或短路．

解答：解：（1）采用“電流流向法”，電流從電源正極出發(fā)，依次將開關(guān)S、電流表、滑動(dòng)變阻器、待測電阻串聯(lián)起來，再將電壓表并聯(lián)在待測電阻的兩端；
在連接滑動(dòng)變阻器時(shí)注意向左滑電阻減小，電流表的示數(shù)增大，電壓表用0～3V量程，電流表用0～0.6A量程．如下圖所示：

（2）該電路為串聯(lián)電路，開關(guān)控制整個(gè)電路，滑動(dòng)變阻器控制電路中的電流，用導(dǎo)線將電源、開關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器和待測電阻順次連接起來，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端．如下圖所示：

（3）∵從表格中可知，U₂=2.5V，I₂=0.2A，
∴R₂=

U2

I2

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω．
故答案為：5．
（4）電壓表用0～3V量程，每一個(gè)大格代表1V，每一個(gè)小格代表0.1V，電流壓表示數(shù)為2.5V，指針應(yīng)該指在2向右的第五個(gè)格；
電流表用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，電流表示數(shù)為0.2A，指針應(yīng)該指在0.2的位置上．如下圖所示：

（5）從表格中可知，U₂=2.2V，I₂=0.18A；從表格中可知，U₂=3V，I₂=0.24A，
∴R₁=

U1

I1

=

2.2V

0.18A

≈12.2Ω，
R₃=

U3

I3

=

3V

0.24A

=12.5Ω，
則電阻R的平均值R=

R1+R2+R3

3

=

12.5Ω+12.2Ω+12.5Ω

3

=12.4Ω．
故答案為：12.4．
（6）∵U₂=2.5V，I₂=0.2A，
∴第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)R消耗的實(shí)際功率為：P=U₂I₂=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：0.5．
（7）由圖知：反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)總是與V的示數(shù)相等，說明電壓表V₁測量的也是電源電壓，發(fā)生故障的原因可能是滑動(dòng)變阻器短路或者R斷路．
故答案為：短路；斷路．

點(diǎn)評：①由電路圖連接實(shí)物圖或者由實(shí)物圖畫電路圖，首要的問題是弄清各元件的連接方式、用到的量程、正負(fù)極等問題，從電源正極開始逐一分析．
②此題考查了電流表量程的選擇和讀數(shù)，以及圖的做法．做該題時(shí)，學(xué)生一定要細(xì)心分析，才能保證答案的正確性．
③本題重點(diǎn)考查伏安法測電阻的數(shù)據(jù)分析，求電阻我們采用了多測幾組求平均值的方法．
④以及電阻和電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式和公式變形的理解和應(yīng)用．