Question

某品牌電飯鍋采用純電阻電熱絲加熱，有“煮飯”和“保溫”兩種工作模式，在220V電壓下額定功率分別為600W和80W．物理興趣小組的同學們想通過實驗測定該電飯鍋電熱絲的電阻．

現有實驗器材：干電池兩節(jié)，滑動變阻器R₁（最大阻值20Ω），電阻箱R（精度0.1Ω）電壓表V（量程3V，內阻很大），電流表A（量程6mA，內阻r=35.0Ω），開關及導線若干．

①同學們利用多用表進行初步測量和估算發(fā)現，電飯鍋處于不同工作模式時，實驗電流差異較大．為了能順利完成實驗，他們打算將電流表的測量范圍擴大到48mA，則應該將電阻箱調節(jié)至R=   Ω并與電流表并聯．

②同學們設計并連接了如圖1所示的電路圖，接通電源前應將滑動變阻器的滑片置于   （填“a”或“b”）端．

③將電飯鍋調至“煮飯”模式，    （填“閉合”或“斷開”）開關K₂，再閉合開關K₁，調節(jié)滑動變阻器阻值，發(fā)現兩表示數均有示數，但都不能調到零．如果該故障是由圖中標號“1”到“6”中的一根導線斷路引起，則斷路的導線是3．排除故障后，調節(jié)滑動變阻器阻值，記下各電表六組讀數后斷開開關K₁．然后將電飯鍋調至“保溫”模式，改變K₂狀態(tài)，再閉合開關K₁，調節(jié)滑動變阻器阻值，記下各電表六組讀數后斷開開關K₁．

④直接將兩組實驗讀到的數據繪制成如圖2所示的圖象．由圖可知，該實驗中電飯鍋處于“煮飯”模式時測得的阻值為50Ω．（保留兩位有效數字）

⑤同學們計算發(fā)現，實驗操作、數據記錄與處理均正確無誤，但實驗得到的結果比電飯鍋正常工作時的阻值小很多，請指出造成該差異的主要原因：      ．

Answer 1

考點：伏安法測電阻．

專題：實驗題．

分析：①將電流表A（量程6mA，內阻r=35.0Ω），擴大到量程為48mA，根據串并聯特點，即可求解；

②根據滑動變阻器分壓式，接入電路中電阻最小，電壓最小，則最安全；

③由滑動變阻器的分壓與限流，結合兩表示數均有示數，但都不能調到零，即可求解；

④根據R=，結合電流表的量程擴大，即可求解；

⑤根據溫度變化，導致電阻率變化，從而導致電阻變化．

解答：  解：①將電流表A（量程6mA，內阻r=35.0Ω），擴大到量程為48mA，

因此通過R的電流為48mA﹣6mA=42mA，那么電阻箱調節(jié)至R=Ω=5Ω；

②因滑動變阻器以分壓式接入電路，因此接通電源前應將滑動變阻器的滑片置于a，即電飯鍋兩端電壓為零；

③將電飯鍋調至“煮飯”模式，閉合開關K₂，即擴大電流表的量程，從而趕到保護電流表的作用，再閉合開關K₁，

調節(jié)滑動變阻器阻值，發(fā)現兩表示數均有示數，但都不能調到零．說明滑動變阻器處于限流式，而題目中電路中滑動變阻器，卻是以分壓式接入電路圖，因此導線3處于斷路狀態(tài)；

④由圖2可知，當U=2V時，I=5mA，因電流表的量程擴大8倍，因此此時通過電飯鍋的電流為I′=40mA；

那么電飯鍋處于“煮飯”模式時測得的阻值R=Ω=50Ω；

⑤實驗得到的結果比電飯鍋正常工作時的阻值小很多，原因是：正常工作比實驗時溫度高，金屬電阻阻值隨溫度升高而增大；

故答案為：①5.0； ②a；③閉合，3； ④50；

⑤正常工作比實驗時溫度高，金屬電阻阻值隨溫度升高而增大．

點評：考查電表的量程改裝，掌握滑動變阻器的分壓與限流的區(qū)別，理解還有溫度會影響電阻率，注意第④問題中電流表的讀數不是實際值．