Question

4．在用“伏安法”測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)選用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材．其中待測(cè)電阻R的阻值約為10Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω，電源由3節(jié)新的標(biāo)準(zhǔn)的干電池串聯(lián)而成．
（1）該同學(xué)已將圖中的部分器材連接好了，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接完整，以便繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）在連接電路的過(guò)程中，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)，在閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最左端（選填“左”或“右”）．
（3）連接好電路后，如果閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)約為1.5V，但無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電流表、電壓表的示數(shù)都不變，則在連接電路時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤可能是D；如果開(kāi)關(guān)閉合后出現(xiàn)電壓表示數(shù)為零，但無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表的示數(shù)都不變則出現(xiàn)故障的原因?yàn)锳．
A．電阻短路  B．滑動(dòng)變阻器連接CD  C．電阻斷路  D．滑動(dòng)變阻器連接AB
（4）糾正錯(cuò)誤后，移動(dòng)滑片，將所測(cè)得的4組數(shù)據(jù)記錄在表一中，四組數(shù)據(jù)中有一組數(shù)據(jù)明顯錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是第四組，錯(cuò)誤的原因可能為看錯(cuò)了電流表的量程，修正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)后所測(cè)得的待測(cè)電阻R的值為10Ω．

表一：	第一組	第二組	第三組	第四組
電壓/V	1.2	1.8	2.0	2.6
電流/A	0.12	0.18	0.20	1.3

（5）另一位同學(xué)將待測(cè)電阻R換為額定電壓為2.5V的小燈泡，利用伏安法來(lái)測(cè)量燈泡的電阻和額定功率．實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了5組數(shù)據(jù)并記錄在表二中，他的讀數(shù)和記錄都沒(méi)問(wèn)題，但仔細(xì)分析他的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該同學(xué)在連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí)出了錯(cuò)誤，你認(rèn)為其錯(cuò)誤可能是電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；
利用該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可算出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為10Ω； 該燈泡的額定功率為0.625 W．

表二：	第一組	第二組	第三組	第四組	第五組
電壓/V	3.0	2.7	2.4	2.0	1.7
電流/A	0.20	0.22	0.24	0.25	0.26

Answer 1

分析 （1）由電路圖連實(shí)物圖：從電源正極開(kāi)始，按電流方向，依次連接開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電阻和電流表，到電源負(fù)極，最后將電流表串聯(lián)聯(lián)在電阻兩端．
（2）在閉合開(kāi)關(guān)S前，為了保護(hù)電路，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入阻值處于最大阻值處；
（3）滑動(dòng)變阻器要接一上一下兩個(gè)接線柱，如果滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，成為定值電阻，電路電阻很大，電流很小；電壓表示數(shù)為零，可能是由電路斷路或燈泡短路造成的，根據(jù)故障現(xiàn)象分析電路故障原因；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出第三次實(shí)驗(yàn)中的電流值錯(cuò)誤，根據(jù)電流的變化規(guī)律以及電流表量程間的關(guān)系得出正確數(shù)值，由歐姆定律求得電阻值；
（5）電路中電流越大，說(shuō)明電路中電阻越小，電壓變小，說(shuō)明電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端；由串聯(lián)電壓的特點(diǎn)得出額定電流，由歐姆定律可求電阻，P=UI可求額定功率．

解答 解：
（1）將電壓表并聯(lián)在電阻兩端，電流表串聯(lián)在電路中，電路中的最大電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4.5V}{10Ω}$=0.45A，故電流表選0～0.6A量程，“0.6”接線柱與定值電阻的左端相連，定值電阻的右端與滑動(dòng)變阻器的C端相連；
實(shí)物圖如下：

（2）為了保護(hù)電路，在連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；在閉合開(kāi)關(guān)S前，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入阻值處于最大阻值處，即變阻器的左端；
（3）如果滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱A、B，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，滑動(dòng)變阻器被成為定值電阻，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電表示數(shù)都不變，而且電壓表示數(shù)約為1.5V，由滑動(dòng)變阻器連接AB造成的，故選D；
如果開(kāi)關(guān)閉合后出現(xiàn)電壓表示數(shù)為零，但無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表的示數(shù)都不變，說(shuō)明電壓表并聯(lián)電路之外電路存在斷路或并聯(lián)部分電路短路，由所給選項(xiàng)綜合分析可知，與電壓表并聯(lián)的電阻短路，故選A；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第四組的電流值錯(cuò)誤，根據(jù)電流的變化規(guī)律可得，正確電流為0.26A，而錯(cuò)誤數(shù)值正好為正確值的五倍，因此導(dǎo)致錯(cuò)誤的原因是讀數(shù)時(shí)看錯(cuò)了電流表的量程；
待測(cè)電阻R的值，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.2V}{0.12A}$=10Ω；
（5）由表格數(shù)據(jù)橫向比較可知，電路中電流增大，說(shuō)明變阻器接入電路的阻值減小，變阻器兩端的電壓減小，而電壓表示數(shù)也減小，由此說(shuō)明電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端；
當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，燈泡兩端的電壓：U_L=U-U_滑=4.5V-2V=2.5V，
對(duì)照表格數(shù)據(jù)可得，燈泡的額定電流I_額=0.25A，
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）斷開(kāi)； 左； （3）D； A； （4）四； 看錯(cuò)了電流表的量程； 10；
（5）電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；  10； 0.625．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表、電流表的連接和故障判斷、歐姆定律的計(jì)算、電功率計(jì)算以及分析數(shù)據(jù)的能力，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，但都是基本內(nèi)容，平時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要注意．