Question

10．同學利用電壓表和電流表測量電阻R₁的阻值（約9Ω左右），電源選用兩節(jié)干電池．

（1）按圖甲電路，將圖乙中電流表正確連入電路．
（2）該同學檢查電路連接正確，合上開關，可是無論怎樣移動滑片，電壓表示數總為3V不變，你認為發(fā)生故障的原因可能是R₁處斷路或R₂處短路．
（3）清除故障后，閉合開關前，應將滑片P調到右端．這樣起到保護電路的作用．
（4）當小明將滑片P向左滑動時，電壓表示數將增大（填“增大”、“減小”、“不變”），當P滑到某一位置時，兩表讀數如圖丙所示，由此可知R=10Ω．

Answer 1

分析 （1）在連接電路時，注意電流表的正負接線柱及量程的選擇；
（2）電壓表示數總為3V不變，說明電壓表測量的是電源兩端的電壓，尋找可能的原因，可能是滑動變阻器短路或被測電阻斷路；
（3）閉合開關前，應將滑片P調到滑動變阻器的最大阻值處，以保護電路；
（4）分析變阻器接入電路的阻值變化情況，判斷電路中電流的變化，再根據U=IR判斷電壓表的示數變化情況；在讀數時，要注意電表的量程和分度值，根據R=$\frac{U}{I}$計算待測電阻的阻值．

解答 解：
（1）電源是兩節(jié)干電池串聯，則電源電壓為3V；電阻R₁的阻值約為9Ω，當變阻器接入電路的阻值為0時，電路中的電流最大為I=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{9Ω}$≈0.33A，故電流表的量程選擇0～0.6A；將電流表與開關、電阻R₁串聯起來，如圖所示：

（2）移動滑片，電壓表示數總為3V，說明電壓表測的是電源電壓；原因可能是R₁處斷路，電壓表串聯在電路中測量電源電壓；也可能是R₂處短路，電路為R₁的簡單電路，此時電壓表也測電源電壓；
（3）清除故障后，閉合開關前，應將滑片P調到滑動變阻器的最大阻值處，由圖可知，應將滑片調到最右端；當變阻器接入電路的阻值最大時，電流最小，可以起到保護電路的作用；
（4）將滑片P向左滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，所以電路中的電流變大，而R₁的阻值不變，根據U=IR可知，它兩端的電壓變大，即電壓表示數增大．
由圖乙可知，電壓表的量程為0～3V，則圖丙中電壓表示數為U=2V；
電流表的量程為0～0.6A，則圖丙中電流表示數為I=0.2A，
由此可知R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）R₁處斷路； R₂處短路；（3）右；保護電路；（4）增大；10．

點評 本題是伏安法測電阻實驗，考查了電流表的連接、電路故障的分析、電流表和電壓表的讀數，以及歐姆定律的應用．