Question

（2013?張家口一模）在用伏安法測量電阻的實驗中小華和小明分別測量了定值電阻和小燈泡燈絲電阻．
（1）小華將實物連接成如圖甲所示電路，其中有一處連線錯誤，請你在連接錯誤的導(dǎo)線上畫“×”并改正．小華連接電路時開關(guān)應(yīng)

斷開

．

（2）小華同學(xué)正確連接電路后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，其原因可能是

定值電阻斷路

．
（3）將電路連接正確后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，使定值電阻R兩端電壓為2V，電流表示數(shù)如圖乙所示，為

0.4

A，則R的阻值為

5

Ω．
（4）小明利用電壓表和阻值為R₀的定值電阻，測量額定電壓為2.5V的小燈泡L正常發(fā)光時的電阻R_L．他選擇了滿足實驗要求的實驗器材，并連接了實驗電路，如圖丙所示．請把小明的實驗步驟補充完整：
①斷開開關(guān)S₂，閉合開關(guān)S₁、S₃，移動滑動變阻器的滑片P，使

電壓表的示數(shù)為2.5V

；保持滑動變阻器的滑片位置不變，斷開開關(guān)S₃，閉合開關(guān)S₁、S₂，記錄電壓表的示數(shù)為U；
②請用R₀及實驗數(shù)據(jù)表示出R_L、R_L=

2.5V

U-2.5V

R₀

．

Answer 1

分析：（1）伏安法測電阻時，電壓表應(yīng)與待測電阻并聯(lián)，據(jù)此分析電路圖，找出錯誤，并改正；連接電路時，開關(guān)應(yīng)始終處于斷開狀態(tài)．
（2）電流表無示數(shù)，說明電路出現(xiàn)斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
（3）先根據(jù)圖中電流表的量程、分度值以及指針的位置進行讀數(shù)；然后根據(jù)公式R=

U

I

計算出R的阻值；
（4）因為要測燈泡正常發(fā)光時的電阻，則實驗時首先應(yīng)讓燈泡電壓等于額定電壓時，即應(yīng)讓電壓表先測燈泡兩端的電壓且移動滑動變阻器的滑片P使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓．然后在保持滑動變阻器的滑片位置不變的條件下，再用電壓表測出定值電阻兩端的電壓．最后可根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點求出R_L的表達式．

解答：解：（1）由實物圖可知，電壓表測量的是定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)后的總電壓，故電壓表接線錯誤，應(yīng)將電壓表與定值電阻并聯(lián)；注意連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
正確連接如下圖所示：

（2）電流表無示數(shù)，說明電路出現(xiàn)斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；因此故障為定值電阻斷路；
（3）由圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，所以電流表的示數(shù)為0.4A，則R=

U

I

=

2V

0.4A

=5Ω；
（4）①斷開開關(guān)S₂，閉合開關(guān)S₁、S₃，移動滑動變阻器的滑片P，為了使燈泡兩端的實際電壓為額定電壓值，所以使電壓表的示數(shù)為2.5V；保持滑動變阻器的滑片位置不變，斷開開關(guān)S₃，閉合開關(guān)S₂，記錄電壓表的示數(shù)為U；
②∵燈泡和定值電阻串聯(lián)，
∴定值電阻兩端的電壓為：U₀=U-U_額，
∴電路中的電流為I=

U0

R0

=

U-U額

R0

∴R_L=

U額

I

=

U額R0

U-U額

=

2.5V

U-2.5V

R₀．
故答案為：（2）定值定值斷路；（3）0.4；5；（4）電壓表的示數(shù)為2.5V；

2.5V

U-2.5V

R₀．

點評：（1）本題考查了電路的連接、電流表的讀數(shù)、電路故障的分析以及歐姆定律的應(yīng)用，考查得比較全面．．
（2）明確伏安法測電阻的實驗原理、試驗方法；就能了解測量燈泡正常發(fā)光時的電阻時，應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡電壓達到額定電壓；保持滑動變阻器不變，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，由歐姆定律求出流過電路的電流，最后由歐姆定律求出燈泡的電阻．