Question

11．在“伏安法測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)將電路連成如圖甲電路．

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路連接完整．（要求：滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，電阻變�。�）
（2）連接電路時(shí)，開關(guān)必須是斷開，滑動(dòng)變阻器滑片P置于C端（選填“C”或“D”）．
（3）實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片，電流表無示數(shù)，電壓表有較大示數(shù)，經(jīng)檢查，導(dǎo)線連接完好，則故障可能是電阻開路．
（4）排除故障后，小明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出圖象（如圖乙），由圖乙可知，該定值電阻阻值是5Ω；利用圖象法處理數(shù)據(jù)的作用是形象直觀地反映物理量之間的關(guān)系、減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差．
（5）小華設(shè)計(jì)了另一個(gè)測(cè)量電阻的電路（如圖丙），在MN之間接入待測(cè)電阻，可以在電流表表盤上直接讀出電阻阻值，小華已經(jīng)標(biāo)出了部分電阻值（如圖�。�，由電表表盤數(shù)據(jù)可知：該電路電源電壓是6V，定值電阻R₀是2Ω，該電表測(cè)量電阻的最小值是8Ω．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)電阻，電流表與電阻串聯(lián)測(cè)電路電流，電壓表與電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器根據(jù)一上一下的原則連接．
（2）連接電路時(shí)要斷開開關(guān)，滑片要置于最大阻值處．
（3）閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路．
（4）由圖乙得出一組電壓與電流值，根據(jù)歐姆定律即可求出電阻；知道圖象法的直觀形象的效果；
（5）由圖丙可知待測(cè)電阻與定制定制串聯(lián)，由歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)利用電源電壓不變的特點(diǎn)列出等式可以求出電源電壓和定值電阻，由于電流表不能超過量程，所以根據(jù)歐姆定律即可求出電電路中的最小電阻值，于是即可得出測(cè)量的電阻最小值．

解答 解：（1）將電壓表與電阻并聯(lián)，由于滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí)電阻變小則應(yīng)將變阻器滑片右邊的電阻線連入電路，故應(yīng)將開關(guān)右邊接線柱與B點(diǎn)相連，實(shí)物電路圖如圖所示．
．
（2）為保護(hù)電路，防止發(fā)生短路，連接電路時(shí)開關(guān)要處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器滑片置于最大阻值處，即滑片處于C端．
（3）閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，所以故障是與電壓表并聯(lián)的電阻存在斷路現(xiàn)象．
（4）由圖乙可知：I=0.5A，U=2.5V，則由I=$\frac{U}{R}$得：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
利用圖象法處理數(shù)據(jù)的作用是形象直觀地反映物理量之間的關(guān)系、減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差．
（5）由丁圖可知：I₁=0.2A時(shí)，R₁=28Ω，I₂=0.4A時(shí)，R₁=13Ω；
由圖丙電路可知：在測(cè)量電阻時(shí)定值電阻R₀與待測(cè)電阻R串聯(lián)；
由I=$\frac{U}{R}$和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得：
當(dāng)測(cè)量電阻R₁時(shí)，電源電壓U=U₀+U₁=I₁R₀+I₁R₁=0.2A×R₀+0.2A×28Ω------------------①
當(dāng)測(cè)量電阻R₂時(shí)，電源電壓U=U₀′+U₂=I₂R₀+I₂R₂=0.4A×R₀+0.4A×13Ω----------------②
解①②得：R₀=2Ω，U=6V；
由于電流表量程是0.6A，所以當(dāng)電路中的最大電流為I_max=0.6A時(shí)測(cè)量的電阻值最小，
此時(shí)，由I=$\frac{U}{R}$可知電路中的最小電阻為R_min=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各電阻之和可知：測(cè)量的電阻值R_min=R_min-R₀=10Ω-2Ω=8Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；C；（3）電阻斷路；（4）5；形象直觀地反映物理量之間的關(guān)系、減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差；（5）6；2；8．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電流表量程的選擇、連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)，實(shí)質(zhì)是考查歐姆表的工作原理、知道根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律即可正確解題．