Question

7．實驗課上，老師給出下列器材：
A．電壓為4.5V的電源；      B．量程為3V的電壓表；
C．量程為15V的電壓表；      D．量程為0.6A的電流表；
E．量程為3A的電流表；       F．滑動變阻器；2A，0--20Ω；     G．開關及導線．
現在要測量一個約為8Ω電阻R_X的阻值．
（1）為了提高實驗準確度，應選擇器材A、F、G和B、D（填寫器材代號）．
（2）圖1為實驗時實物連接圖，其中滑動變阻器尚未接入，請你用筆畫線表示導線將它連入電路．
（3）閉合開關接通電路，移動滑動變阻器的滑片時，發現電流表、電壓表的讀數都比較小，而且不隨滑片的移動而發生變化，可能的原因是把滑動變阻器的AB或下面兩個接線柱接入了電路．

（4）實驗過程中，電流表被學生損壞了，老師又給了一只電阻箱（），幾個開關，請同學們繼續做實驗．小明同學很快就設計了一個電路來測電阻．請你在圖2虛線框內畫出小明的電路圖．
（5）小聰同學想測出小燈泡的額定功率，設計出如圖3四個電路，電源電壓U保持不變，小燈泡的額定電壓為U₀，且U＞U₀，定值電阻的阻值為R．在不改變電路連接的情況下，能測出小燈泡額定功率的是C

Answer 1

分析 （1）題目中已經給出了器材A、F、G，那么再從B、C、D 3個選項中去選，為了提高實驗準確度，在不超出其測量范圍的條件下，選擇量程較小的比較好．
（2）將電流表一端的導線和電源一端的導線與滑動變阻器的一上一下接線柱相連即可．
（3）移動滑動變阻器的滑片時，如果電流表、電壓表的讀數不隨滑片的移動而發生變化，有兩種情況：
一是滑動變阻器阻值最小，即接線柱都接在上面，此時電流表、電壓表的讀數都比較大；
二是滑動變阻器阻值最大，即接線柱都接在下面，此時電流表、電壓表的讀數都比較�。�
（4）將待測電阻與電阻箱串聯，用電壓表分別測出電源電壓和待測電阻兩端的電壓，利用歐姆定律即可求出待測電阻的阻值．
（5）根據測得物理量，結合P=UI分析可以測量出來方法；

解答 解：
（1）題目中已經給出了器材A、F、G，為了提高實驗準確度，在不超出其測量范圍的條件下，那么再從B、C、D3個選項中去選擇量程較小電壓表和電流表，即B、D．
（2）將電流表左端的導線和滑動變阻器C點接線柱相連，將電源左端的導線與滑動變阻器的B點接線柱相連即可．如圖所示：

（3）移動滑動變阻器的滑片時，發現電流表、電壓表的讀數都比較小，而且不隨滑片的移動而發生變化，說明接線柱都接在下面，此時阻值最大，所以電流表、電壓表的讀數都比較小，故答案為：AB或下面．
（4）如圖所示，將待測電阻與電阻箱串聯，電路連接正確后，①閉合S₁，將S₂撥到觸點1時，電壓表的讀數為U₁，則電源電壓為U₁，②閉合S₁，將S₂撥到觸點2，當電阻箱的阻值調為R₀時，電壓表的示數為U₂，則待測電阻的阻值R_x=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$．

（5）要能測量出小燈泡額定功率，必須讓燈泡在額定電壓下工作，A、D不能調節到燈泡額定電壓，B能夠調到額定電壓，當要測量R兩端電壓時，電壓表的正負接線柱會出現接反了，故只能是C，
實驗步驟：
①將S接2，調節滑片P，使電壓表示數為U₀，（這時L正常發光）；
②保持滑片p位置不變，將S接1，讀出此時電壓表的示數U；
計算方法：當小燈泡正常發光時，電阻R兩端的電壓為：U_R=U-U₀，
通過R的電流為：I_R=$\frac{U-{U}_{0}}{R}$，
小燈泡的額定功率為：P=U₀I_R=$\frac{U-{U}_{0}}{R}$U₀．
故答案為：（1）B；D；（2）如圖所示；（3）AB或下面；（4）如圖所示；（5）C．

點評 此題主要考查伏安法測電阻的探究實驗，涉及到的知識點較多，第（4）（5）對學生來說有一定的拔高難度．