Question

11．在“伏安法測電阻”實驗中，小明同學(xué)將電路連成如圖甲電路．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實物電路連接完整．（要求：滑動變阻器滑片P向右滑動時，電阻變小．）
（2）連接電路時，開關(guān)必須是斷開，滑動變阻器滑片P置于C端（選填“C”或“D”）．
（3）實驗中，閉合開關(guān)后，移動滑片，電流表無示數(shù)，電壓表有較大示數(shù)，經(jīng)檢查，導(dǎo)線連接完好，則故障可能是電阻開路．
（4）排除故障后，小明進行實驗記錄數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出圖象（如圖乙），由圖乙可知，該定值電阻阻值是5Ω；利用圖象法處理數(shù)據(jù)的作用是形象直觀地反映物理量之間的關(guān)系、減小實驗中的偶然誤差．
（5）小華設(shè)計了另一個測量電阻的電路（如圖丙），在MN之間接入待測電阻，可以在電流表表盤上直接讀出電阻阻值，小華已經(jīng)標出了部分電阻值（如圖�。�，由電表表盤數(shù)據(jù)可知：該電路電源電壓是6V，定值電阻R₀是2Ω，該電表測量電阻的最小值是8Ω．

Answer 1

分析 （1）伏安法測電阻，電流表與電阻串聯(lián)測電路電流，電壓表與電阻并聯(lián)，滑動變阻器與電阻串聯(lián)保護電路，滑動變阻器根據(jù)一上一下的原則連接．
（2）連接電路時要斷開開關(guān)，滑片要置于最大阻值處．
（3）閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路．
（4）由圖乙得出一組電壓與電流值，根據(jù)歐姆定律即可求出電阻；知道圖象法的直觀形象的效果；
（5）由圖丙可知待測電阻與定制定制串聯(lián)，由歐姆定律和串聯(lián)電路的特點利用電源電壓不變的特點列出等式可以求出電源電壓和定值電阻，由于電流表不能超過量程，所以根據(jù)歐姆定律即可求出電電路中的最小電阻值，于是即可得出測量的電阻最小值．

解答 解：（1）將電壓表與電阻并聯(lián)，由于滑動變阻器滑片P向右滑動時電阻變小則應(yīng)將變阻器滑片右邊的電阻線連入電路，故應(yīng)將開關(guān)右邊接線柱與B點相連，實物電路圖如圖所示．
．
（2）為保護電路，防止發(fā)生短路，連接電路時開關(guān)要處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器滑片置于最大阻值處，即滑片處于C端．
（3）閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，所以故障是與電壓表并聯(lián)的電阻存在斷路現(xiàn)象．
（4）由圖乙可知：I=0.5A，U=2.5V，則由I=$\frac{U}{R}$得：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
利用圖象法處理數(shù)據(jù)的作用是形象直觀地反映物理量之間的關(guān)系、減小實驗中的偶然誤差．
（5）由丁圖可知：I₁=0.2A時，R₁=28Ω，I₂=0.4A時，R₁=13Ω；
由圖丙電路可知：在測量電阻時定值電阻R₀與待測電阻R串聯(lián)；
由I=$\frac{U}{R}$和串聯(lián)電路的電壓特點可得：
當測量電阻R₁時，電源電壓U=U₀+U₁=I₁R₀+I₁R₁=0.2A×R₀+0.2A×28Ω------------------①
當測量電阻R₂時，電源電壓U=U₀′+U₂=I₂R₀+I₂R₂=0.4A×R₀+0.4A×13Ω----------------②
解①②得：R₀=2Ω，U=6V；
由于電流表量程是0.6A，所以當電路中的最大電流為I_max=0.6A時測量的電阻值最小，
此時，由I=$\frac{U}{R}$可知電路中的最小電阻為R_min=$\frac{U}{{I}_{max}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各電阻之和可知：測量的電阻值R_min=R_min-R₀=10Ω-2Ω=8Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；C；（3）電阻斷路；（4）5；形象直觀地反映物理量之間的關(guān)系、減小實驗中的偶然誤差；（5）6；2；8．

點評 本題考查了電流表量程的選擇、連接實物電路圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)，實質(zhì)是考查歐姆表的工作原理、知道根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律即可正確解題．