Question

1．某小組同學利用電壓表和電流表測量電阻R₁的阻值（約9Ω），電源選用兩節干電池．
（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，你認為發生故障的原因可能是R₁處斷路或R₂處短路．
（3）清除故障后，小明將滑片P向左滑動時，電壓表示數將增大（選填“增大”“減小”或“不變”），當P滑到某一位置時，兩表讀數如圖丙所示，由此可知R₁=10Ω．你認為這個結果可靠嗎？不可靠，理由是沒有多次測量求平均值．
（4）另一小組同學在連線時，不小心將線連錯了，開關閉合后，移動滑動變阻器的滑片P時，發現電流表示數變大，電壓表示數卻變小，產生這一現象的原因是將電壓表并聯在變阻器的兩端了．
（5）小明同學在實驗中，將定值電阻換成小燈泡，通過調節滑動變阻器的滑片，得到三組電流、電壓的對應值．他發現，同一個小燈泡計算出的三組電阻值差異較大，請你分析造成這種現象的原因是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

Answer 1

分析 （1）求出電路中的最大電流，確定電流表的量程，將電流表串聯在電路中；
（2）無論怎樣移動滑片，電壓表示數總為3V不變，變阻器失去作用，說明電壓表測量的是電源兩端的電壓，尋找可能的原因，滑動變阻器短路，電壓表直接在電源的兩端，或被測電阻斷路，導致電壓表串聯在電路中了；
（3）根據滑片移動的方向判斷變阻器連入電路中的電阻變化，根據分壓原理和串聯電路電壓的特點確定電壓表示數的變化；根據電表小量程讀數，由歐姆定律求電阻大小；在測量電阻的實驗中，應通過滑動變阻器改變電路中的電流，多次測量求平均值，以減小實驗的誤差；
（4）移動滑動變阻器的滑片P時，發現電流表示數變大，說明電路中電阻減小，連入電路中的電阻減小了，根據分壓原理，變阻器的電壓變小，由此確定電壓的表連接位置；
（5）燈絲的電阻隨溫度的變化而變化

解答 解：（1）電源電壓為3V，電阻R₁的阻值約9Ω，電路中的最大電流I=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{9Ω}$=0.33A，所以電流表選用小量程與R₁串聯接入電路中，注意電流表正負接線柱的連接，如下圖所示；

（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，即R₁處斷路或R₂處短路；
（3）滑片P向左滑動，變阻器連入電路中的電阻減小，根據分壓原理，變阻器分得的電壓減小，由串聯電路電壓的特點，所以，電壓示數增大；圖丙中，電流表小量程分度值為0.02A，示數為0.2A；電壓表小量程分度值為0.1V，示數為2V，
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，這個結果不可靠，應多次測量求平均值，以減小實驗的誤差；
（4）由上面的分析，電壓表并聯在變阻器的兩端了；
（5）燈的電壓變化（如增大），通過燈的電流變化（增大），燈的功率P=UI發生變化（增大），燈絲的溫度變化（升高），因燈絲電阻的電阻隨溫度的變化（增大 ）而變化（增大），所以，燈絲的電阻是變化的（增大的）．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）R₁處斷路；R₂處短路；
（3）增大；10；不可靠；沒有多次測量求平均值；
（4）將電壓表并聯在變阻器的兩端了；
（5）燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

點評 本題用伏安法測電阻，考查電路的連接、反常現象的分析、動態電路的分析、數據的處理、影響電阻大小的因素，涉及知識點多，綜合性較強．