Question

小明在做“伏安法测电阻”的实验时．
（1）按所示电路图1，用笔画线代替导线将实物2连接起来，电压表选用0～3V量程．

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片置于________（A/B）端，闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表有明显偏转，且移动滑片电压表示数几乎不变，则电路中可能出现的故障是________．


（3）改正电路正确无误后开始实验．前两次的实验数据已填在下面的表格内，第三次实验时电流表的示数如图3所示，请将下面表格中的空白处填写完整．（计算结果保留一位小数）

实验次数	电流/A	电压/V	电阻/Ω	测量结果 R=________Ω
1	0.30	2.5	8.3
2	0.26	2.1	8.1
3	①________	1.6	________

（4）小明将一只“2.5V0.75W”灯泡接入电路中原电阻R的位置，通过伏安法准确测出了几组数据如下表：由此可知此灯泡正常发光时的电阻是________Ω，分析表中的数据，发现隐含的一条关于电阻的规律是________．

试验次数	1	2	3
U/V	2.5	2.0	1.5
I/A	0.3	0.28	0.25
R/	8.3	7.1	6

（5）完成本次实验后，爱动脑筋的小明想利用“等效替代”的思想设计的测量电阻Rx阻值的实验，经过思考后他设计出甲乙两种方案，（其中R为电阻箱）．老师看了他设计的这两个方案，告诉他们两个方案中有一个可行，另一个不可行，不可行方案在原基础上经过一定的改进后会变得可行．你认为可行的是________（甲/乙）方案，而另一方案不可行的原因是________．若要使该方案改进后可行，请你原电路的基础上将所改进之处在图上标出．

Answer 1

解：（1）电阻、滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在待测电阻两端，电路图如图一所示．
故答案为：电路图如图一所示．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片置于B端；闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表有明显偏转，且移动滑片电压表示数几乎不变，则电路中可能出现的故障是：与电压表并联的电阻R断路．
故答案为：B；与电压表并联的电阻R断路．
（3）由电路图知，电流表的量程是0.6A、最小分度值是0.02A，电流表读数是0.2A；电阻阻值R₃===8.0Ω；
电阻测量值的平均值R==≈8.1Ω；
故答案为：0.2；8.0；8.1．
（4）由表可知，灯泡的额定电压2.5V对应的电阻值为8.3Ω；由表可知，随灯泡电压的增大，灯泡电阻增大；随灯泡电压增大，灯泡功率增大，灯丝温度升高，灯泡电阻变大，由此可知：灯泡电阻随温度的升高而增大．
故答案为：8.3；灯泡电阻随温度的升高而增大．
（5）你认为可行的是甲；另一方案不可行的原因是：当开关S由2打到1时，电路电阻发生变化，从而电路电流发生变化，不能测出流过待测电阻的电流；可在干路中串联一定值电阻，电路图如图二所示．
故答案为：甲；不能测出流过待测电阻的电流；电路图如图二所示．

分析：（1）把电阻、滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在待测电阻两端，注意滑动变阻器的接法及电压表量程的选择；
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片置于滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值处；
电流表示数为零，可能是电流表断路或短路或电流表之外电路断路；电压表有明显偏转，说明电路电阻较小，电压表与电源两端相连接，电压表并联电路之外不存在断路；移动滑片电压表示数几乎不变，可能是滑动变阻器同时接上面两个或下面两个接线柱，或电压表并联电路断路，电压表直接接在电源两端，综合分析可知故障原因是与电压表并联的电阻R断路．
（3）确定电流表的量程、最小分度值，图示读出电流表示数；由欧姆定律求出电阻阻值；最后求出电阻测量值的平均值．
（4）灯泡电压等于额定电压时，灯泡正常发光，由表找出额定电压对应的电流，然后由欧姆定律求出灯泡电阻；分析随电压变化，看电阻值如变化，然后分析原因得出结论；
（5）甲方案可测出待测电阻的电压与电流，故甲方案可行；乙方案不能测出流过待测电阻的电流，该方案不可行，在电路中串联一个定值电阻，改进后乙方案可行．
点评：本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、电路故障分析、电流表的读数、由欧姆定律求电阻、实验数据分析、实验电路设计分析等内容，涉及的知识点较多，有一定的难度；连接实物电路图时要注意滑动变阻器的接法；分析电路故障时要考虑各种可能的故障原因，最后综合分析得出结论．