Question

小红和小明在学习欧姆定律的过程中，分别进行下列探究活动：
①小明选了以下器材：待测电阻R_x（5～10Ω）、电源（6V），电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器（1A，20Ω）、开关一个、导线若干．小红选了以下器材：待测电阻R_x（5～10Ω）、电源（6V），电流表（0～3A）、电压表（0～15V）、滑动变阻器（1A，100Ω）、开关一个、导线若干．
算一算，要使测量更精确，还不会损坏电表，谁选择的器材更恰当：

 

．
②接着他们开始做测定某灯泡电阻的实验．请你以笔代线完成电路图的连接．

③当闭合开关后，发现电流表有示数，电压表的示数为零．移动滑动变阻器的滑片时电流表读数有变化，电压表的示数始终为零．其可能的原因是：（

 

）
A、滑动变阻器接触不良；   B、开关接触不良
C、小灯泡两端短路；       D、小灯泡的灯丝断了
④、小明自带某一段电炉丝的电阻，于是他用电炉丝换下电阻R_X．实验中，小明通过改变滑动变阻器的阻值，由电流表、电压表读出相应的数值，见下表．

电流/A	0.4	0.8	1.2	1.6
电压/V	4.5	9.0	13.5	18.0

（a）由表格内容及作出的图分析可得出结论

 

．
（b）测出电炉丝的电阻为

 

．

Answer 1

分析：（1）为了使测量结果更准确，利用伏安法测电阻时测量的示数要超过电表量程的

2

3

，根据这个条件进行判断．
（2）根据给定的器材设计伏安法测电阻的电路图．电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑动变阻器与灯泡串联，对电路起保护作用．
开关控制电路，串联在电路中．
（3）串联在电路中的电流表有示数，电路是通路，电压表并联在灯泡两端，灯泡短路，电压表测导线电压，示数为0．
（4）电阻一定时，电流跟电压成正比．
利用其中的一组电压和电流，根据R=

U

I

，计算电阻．

解答：解：①小红选择的器材，电源电压为6V，电压表选择0～15V，被测电阻两端的电压最大为6V，小于0～15V量程的一半，会造成误差太大，影响测量结果．器材中“100Ω”电阻太大，移动滑片，电阻值变化较大，不能得到变化小的电阻，给准确测量带来麻烦．
小明选择器材，如图，当电压表满量程3V时，电路电流大约在0.6A（

3V

5Ω

）～0.3A（

3V

10Ω

）之间．
电流表的指针在0.3～0.6A之间偏转，能准确测量电流．
滑动变阻器需要的电阻为5Ω（

6V-3V

0.6A

）～10Ω（

6V-3V

0.3A

），
滑动变阻器“1A 20Ω”的电阻既能满足要求，又不是很大．滑动变阻器电流大于电路电流．
所以小明选择的器材比较合适．
②电压表与灯泡并联测量灯泡电压，电流表与灯泡串联测灯泡电流，滑动变阻器与灯泡串联，移动滑片，能改变灯泡的电压和电流，开关与灯泡串联，控制灯泡．
首先画出电路图，如图：

找到电源正极，按照电流方向，依次连接开关、电流表、灯泡、滑动变阻器到电源负极．电压表并联在灯泡两端．
电源电压与灯泡额定电压未知，电压表选择大量程．
电流未知，电流表选择大量程．
滑动变阻器选择一上一下接线柱，如图：

③A、滑动变阻器接触不良，电路断路，电流表无示数，电压表无示数，与移动滑片时电流表读数有变化矛盾．
B、开关接触不良，电路断路，电流表无示数，电压表无示数，与移动滑片时电流表读数有变化矛盾．
C、灯泡短路，电路中电阻减小，电流增大，电压表测导线电压，示数为0，与题意相符．
D、灯泡灯丝断了，电路断路，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测电源电压，示数为电源电压，与电压表示数始终为零矛盾．
④三次实验中电压和电流的比值，

U

I

=11.25，比值不变．
电炉丝电阻为R=

U

I

=

4.5V

0.4A

=11.25Ω．
故答案为：①小明；②如上图；③C；④电压跟电流的比值不变；11.25Ω．

点评：本题考查了实物图的连接，电路故障问题，欧姆定律．根据实验要求选择合适器材，使测量更准确，其中选择合适器材是最难的知识点．