Question

19．某同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻，他已连接了部分电路，如图甲所示．请你接着完成下列步骤：
（1）用笔画线代替导线，将电路补画完整．
（2）当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图乙所示，这时电路中的电流是0.24A，电阻丝的电阻为10Ω．
（3）这位同学通过改变被测电阻两端的电压，共测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻的平均值，这样做的目的是：减小误差．
（4）若连好电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，且较小，分析可能出现的问题是：将变阻器下面的两个接线柱连入了电路中了．
（5）若连好电路闭合开关后，发现电流表无示数，而电压表的示数接近于电源电压，则可能出现的故障时灯泡断路．
（6）不改变上面连好的电路，用它还可以完成的实验是测量电阻的电功率．
（7）若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表示数的比值将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），造成这一现象的原因是：灯丝电阻随温度升高而变大．．

Answer 1

分析 （1）由电源电压确定电压表的量程；使滑动变阻器与定值电阻串联，电压表并联在被测电阻两端；注意滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中；
（2）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数；
根据欧姆定律的变形公式求出电阻丝的阻值；
（3）多次测量可以减小误差；
（4）根据两表示数不变且较小确定可能的原因；
（5）连好电路闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表的示数接近于电源电压，说明电压表与电源的两极连通，与电压表并联的支路以外是连通的，则与电压表并联的灯泡断路了；
（6）根据测电阻的原理及测电功率的原理作答；
（7）由欧姆定律可知：电压表与电流表示数比等于定值电阻；灯丝电阻随温度升高而变大．

解答 解：（1）因为1节干电池电压为1.5V，电源电压为3V，所以电压表选择0～3V；使滑动变阻器与定值电阻串联，电压表并联在被测电阻两端，注意滑动变阻器按一上一下的原则接线；如下图所示：

（2）根据图乙可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，示数为0.24A；
由R=$\frac{U}{R}=\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
（3）测量三组电压与电流值，其目的是多次测量求平均值，以减小实验误差；
（4）连好电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，说明变阻器失去了变阻的作用；两表示数较小，说明变阻器连入电路中的电阻较大，所以分析可能出现的问题是：将变阻器下面的两个接线柱连入了电路中了，导致将变阻器的最大阻值连入了电路中了；
（5）经分析，连好电路闭合开关后，发现电流表无示数，而电压表的示数接近于电源电压，可能出现的故障是灯泡断路了；
（6）伏安法既可以测量电阻的阻值R=$\frac{U}{I}$，又可以测量电阻的功率P=UI；
（7）由电路图及欧姆定律得：电压表与电流表的示数比为灯的电阻R_L=$\frac{U}{I}$，通过灯的电流随灯电压的增大而增大，灯的功率P=UI变大，温度升高，因灯的电阻随温度的升高而变大，所以，灯丝的电阻变大，电压表与电流表示数的比值将增大；
故答案为：（1）实物图如上图所示；
（2）0.24；10；
（3）减小误差；
（4）将变阻器下面的两个接线柱连入了电路中了；
（5）测量电阻的电功率；
（6）测量电阻的电功率
（7）变大；灯丝电阻随温度升高而变大．

点评 本题用伏安法测电阻的大小，考查电路的连接、电阻的计算、数据的处理、反常现象的分析，同时也考查了测电功率的相关知识及影响电阻大小的因素，综合性较强．