Question

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

（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片置于

B

（A/B）端，閉合開關(guān)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(dòng)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(shí)驗(yàn)．前兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已填在下面的表格內(nèi)，第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)如圖3所示，請(qǐng)將下面表格中的空白處填寫完整．（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)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(shí)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(guān)于電阻的規(guī)律是

燈泡電阻隨溫度的升高而增大

．

試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)后，愛動(dòng)腦筋的小明想利用“等效替代”的思想設(shè)計(jì)的測量電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過思考后他設(shè)計(jì)出甲乙兩種方案，（其中R為電阻箱）．老師看了他設(shè)計(jì)的這兩個(gè)方案，告訴他們兩個(gè)方案中有一個(gè)可行，另一個(gè)不可行，不可行方案在原基礎(chǔ)上經(jīng)過一定的改進(jìn)后會(huì)變得可行．你認(rèn)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(jìn)后可行，請(qǐng)你原電路的基礎(chǔ)上將所改進(jìn)之處在圖上標(biāo)出．

Answer 1

分析：（1）把電阻、滑動(dòng)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(dòng)變阻器的接法及電壓表量程的選擇；
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片置于滑動(dòng)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(dòng)滑片電壓表示數(shù)幾乎不變，可能是滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)或下面兩個(gè)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(shí)，燈泡正常發(fā)光，由表找出額定電壓對(duì)應(yīng)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(gè)定值電阻，改進(jìn)后乙方案可行．

解答：解：（1）電阻、滑動(dòng)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(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片置于B端；閉合開關(guān)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(dòng)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(duì)應(yīng)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(rèn)為可行的是甲；另一方案不可行的原因是：當(dāng)開關(guān)S由2打到1時(shí)，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(diǎn)評(píng)：本題考查了連接電路圖、滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)分析等內(nèi)容，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，有一定的難度；連接實(shí)物電路圖時(shí)要注意滑動(dòng)變阻器的接法；分析電路故障時(shí)要考慮各種可能的故障原因，最后綜合分析得出結(jié)論．