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    10．某品牌电饭锅采用纯电阻电热丝加热，有“煮饭”和“保温”两种工作模式，在220V电压下额定功率分别为600W和80W．物理兴趣小组的同学们想通过实验测定该电饭锅电热丝的电阻．
    现有实验器材：干电池两节，滑动变阻器R1（最大阻值20Ω），电阻箱R（精度0.1Ω）电压表V（量程3V，内阻很大），电流表A（量程6mA，内阻r=35.0Ω），开关及导线若干．

    ①同学们利用多用表进行初步测量和估算发现，电饭锅处于不同工作模式时，实验电流差异较大．为了能顺利完成实验，他们打算将电流表的测量范围扩大到48mA，则应该将电阻箱调节至R=5Ω并与电流表并联．
    ②同学们设计并连接了如图1所示的电路图，接通电源前应将滑动变阻器的滑片置于a（填“a”或“b”）端．
    ③将电饭锅调至“煮饭”模式，闭合（填“闭合”或“断开”）开关K2，再闭合开关K1，调节滑动变阻器阻值，发现两表示数均有示数，但都不能调到零．如果该故障是由图中标号“1”到“6”中的一根导线断路引起，则断路的导线是3．排除故障后，调节滑动变阻器阻值，记下各电表六组读数后断开开关K1．然后将电饭锅调至“保温”模式，改变K2状态，再闭合开关K1，调节滑动变阻器阻值，记下各电表六组读数后断开开关K1．
    ④直接将两组实验读到的数据绘制成如图2所示的图象．由图可知，该实验中电饭锅处于“煮饭”模式时测得的阻值为50Ω．（保留两位有效数字）
    ⑤同学们计算发现，实验操作、数据记录与处理均正确无误，但实验得到的结果比电饭锅正常工作时的阻值小很多，请指出造成该差异的主要原因：正常工作比实验时温度高，金属电阻阻值随温度升高而增大．

    分析 ①将电流表A（量程6mA，内阻r=35.0Ω），扩大到量程为48mA，根据串并联特点，即可求解；
    ②根据滑动变阻器分压式，接入电路中电阻最小，电压最小，则最安全；
    ③由滑动变阻器的分压与限流，结合两表示数均有示数，但都不能调到零，即可求解；
    ④根据R=$\frac{U}{I}$，结合电流表的量程扩大，即可求解；
    ⑤根据温度变化，导致电阻率变化，从而导致电阻变化．

    解答 解：①将电流表A（量程6mA，内阻r=35.0Ω），扩大到量程为48mA，
    因此通过R的电流为48mA-6mA=42mA，那么电阻箱调节至R=$\frac{6×35}{42}$Ω=5Ω；
    ②因滑动变阻器以分压式接入电路，因此接通电源前应将滑动变阻器的滑片置于a，即电饭锅两端电压为零；
    ③将电饭锅调至“煮饭”模式，闭合开关K2，即扩大电流表的量程，从而赶到保护电流表的作用，再闭合开关K1，
    调节滑动变阻器阻值，发现两表示数均有示数，但都不能调到零．说明滑动变阻器处于限流式，而题目中电路中滑动变阻器，却是以分压式接入电路图，因此导线3处于断路状态；
    ④由图2可知，当U=2V时，I=5mA，因电流表的量程扩大8倍，因此此时通过电饭锅的电流为I′=40mA；
    那么电饭锅处于“煮饭”模式时测得的阻值R=$\frac{2}{0.04}$Ω=50Ω；
    ⑤实验得到的结果比电饭锅正常工作时的阻值小很多，原因是：正常工作比实验时温度高，金属电阻阻值随温度升高而增大；
    故答案为：①5.0； ②a；③闭合，3； ④50；
    ⑤正常工作比实验时温度高，金属电阻阻值随温度升高而增大．

    点评 考查电表的量程改装，掌握滑动变阻器的分压与限流的区别，理解还有温度会影响电阻率，注意第④问题中电流表的读数不是实际值．

    练习册系列答案
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