Question

6．李明想測(cè)量一個(gè)電阻器的阻值大小，他選用了電流表、電壓表、規(guī)格為“20Ω 1.5A”的滑動(dòng)變阻器、電壓為6V的電源、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線．
（1）如圖1是李明在實(shí)驗(yàn)中未完成連接的實(shí)物電路，請(qǐng)你替李明完成電路的連接．
（2）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)該斷開(kāi)（選填斷開(kāi)或閉合），連接好電路檢查無(wú)誤后再閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（3）閉合開(kāi)關(guān)后，李明發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片電壓表示數(shù)不變，產(chǎn)生這一故障的原因可能是定值電阻斷路．
（4）故障排除后，李明測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，其中第3次測(cè)量時(shí)，電壓表示數(shù)如圖2所示，請(qǐng)將讀得的電壓值和計(jì)算出的電阻值填在表格中．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
電壓（V）	2.5	3		6
電流（A）	0.25	0.32	0.4	0.59
電阻（Ω）

（5）若將上面實(shí)驗(yàn)中的定值電阻換成小燈泡，在多次測(cè)電阻的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)逐漸增大時(shí)，電壓表與電流表示數(shù)的比值也逐漸增大，造成這一現(xiàn)象的原因是燈的電阻隨溫度的升高而變大．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)電阻的原理：用電壓表并聯(lián)在被測(cè)電阻的兩端測(cè)電壓，電流表與被測(cè)電阻串聯(lián)測(cè)通過(guò)的電流，根據(jù)歐姆定律求出被測(cè)電阻的大小，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）連接電路時(shí)，為保護(hù)電路開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)；
（3）實(shí)驗(yàn)中，電流有無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源的兩極連通，則與電壓表并聯(lián)的電阻之外的電路是連通的，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了
（3）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變說(shuō)明和電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路．
（4）由電壓表大量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆求電阻大小，分別根據(jù)歐姆定律求出四次數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的電阻，再取平均值即可得出所測(cè)電阻的大�。�
（5）把定值電阻換成燈泡，燈泡兩端電壓增大時(shí)，$\frac{U}{I}$增大，燈絲電阻增大．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)知，電壓表選用大量程，電壓表與被測(cè)電阻并聯(lián)，電流表選用小量程與被測(cè)電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；電路的連接如下圖所示：

（2）連接電路時(shí)，為保護(hù)電路開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)；
（3）閉合開(kāi)關(guān)后，李明發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片電壓表示數(shù)不變，產(chǎn)生這一故障的原因可能是定值電阻斷路；
（4）由圖2可知，電壓表的量程為0～15V，分度值為0.5V，對(duì)應(yīng)電壓的大小為4V；
電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω．同理求出其它組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的電阻為：10Ω、9.38Ω、10.17Ω，
為提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，取平均值作為測(cè)量結(jié)果，R_測(cè)=$\frac{10Ω+9.38Ω+10Ω+10.17Ω}{4}$≈9.89Ω．
表格如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
電壓（V）	2.5	3	4	6
電流（A）	0.25	0.32	0.4	0.59
電阻（Ω）	R≈9.89Ω

（5）根據(jù)歐姆定律，電壓表與電流表示數(shù)的比值$\frac{U}{I}$即為燈的電阻，燈泡兩端電壓增大，通過(guò)的電流增大，根據(jù)P=UI燈的功率增大，燈絲溫度升高，因燈絲的電阻隨溫度的升高而變大，故燈的電阻增大，比值增大．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）斷開(kāi)；（3）定值電阻斷路；（4）表格如上圖所示；（5）燈泡電阻隨溫度升高而增大．

點(diǎn)評(píng) 本電路在初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用廣泛．可用于測(cè)定值電阻的電阻、功率，還能探究在電流跟電壓、電阻的關(guān)系．電路是相同的，元件在實(shí)驗(yàn)中的作用有相同之處，也有不同之處，注意區(qū)分，對(duì)比記憶，印象深刻．