Question

7．在“測量定值電阻的阻值”的實驗中，小明設(shè)計了如圖所示的電路圖．

（1）小明設(shè)計這樣的電路測量電阻的根據(jù)是R=$\frac{U}{I}$．在電路中接入滑動變阻器，其作用是對電路起到保護(hù)作用；
（2）請根據(jù)圖甲電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示實物連接成完整電路（導(dǎo)線不允許交叉）．
（3）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表都沒有示數(shù)，而各個電路元件事先都經(jīng)過檢驗是完好的，造成這一現(xiàn)象的原因可能是電路某處出現(xiàn)了斷路（選填“斷路”或“短路”），給你一根導(dǎo)線來確定故障部位．方法：把導(dǎo)線分別并聯(lián)到R、電流表、電流表、開關(guān)、滑動變阻器、連接電源處；
（4）排除短路故障進(jìn)行實驗，某次實驗中，測得電壓表示數(shù)為2.4V，電流表示數(shù)如圖丙所示，其讀數(shù)為0.12A，定值電阻的阻值為20Ω．

Answer 1

分析 （1）伏安法測燈泡電阻的實驗原理是歐姆定律，滑動變阻器通過改變連入電路電阻的長度，來改變連入電路的電阻，從而改變電路中的電流，滑動變阻器在電路中能起到保護(hù)電路的作用．
（2）根據(jù)電路圖連接實物電路圖．
（3）若電壓表無示數(shù)，說明電壓表被短路或與電源不能相通；
電流表無示數(shù)說明是某處斷路或電流表短路；然后再利用一根導(dǎo)線或一個電壓表確定具體故障；
（4）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀數(shù)，然后根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算電阻．

解答 解：（1）伏安法測電阻的原理是歐姆定律的變形公式R=$\frac{U}{I}$，伏安法測電阻的實驗中，閉合開關(guān)，滑片處于最大阻值處，電路電流最小，對電路起到保護(hù)作用．
（2）把滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，根據(jù)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

（3）把導(dǎo)線并聯(lián)到R兩端時，若R發(fā)生斷路，電壓表的正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極之間連接是連通的，電壓表有示數(shù)；電壓表的電阻無限大，使得電路中的電流為0，電流表的示數(shù)為0；與故障現(xiàn)象不符合，再把導(dǎo)線并到滑動變阻器兩端，依此法類推，直到找到斷路的地方為止；
如果電流表、開關(guān)處出現(xiàn)斷路，電路其它地方完好，則電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表不能與電源兩極相連，電壓表無示數(shù)，與故障現(xiàn)象符合；
如果滑動變阻器出現(xiàn)斷路，電路其它地方完好，則電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表不能與電源兩極相連，電壓表無示數(shù)，與故障現(xiàn)象符合；
如果連接電源處出現(xiàn)斷路，電路其它地方完好，則電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表不能與電源兩極相連，電壓表無示數(shù)，與故障現(xiàn)象符合；
因此把導(dǎo)線分別并聯(lián)到R、電流表、電流表、開關(guān)、滑動變阻器、連接電源處即可．
（4）由圖示可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.12A．定值電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.12A}$=20Ω．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；對電路起到保護(hù)作用；（2）見上圖；（3）斷路；把導(dǎo)線分別并聯(lián)到R、電流表、電流表、開關(guān)、滑動變阻器、連接電源處；
（4）0.12；20．

點評 本題考查了學(xué)生利用電流表、電壓表判斷電路故障的分析能力，電路故障分短路和開路兩種情況，平時做實驗時試一試，多總結(jié)、提高分析能力．