Question

王林同學準備利用如圖所示的器材做“伏安法測電阻”的實驗．

（1）將圖甲中的器材連成實驗電路．
（2）電路連好檢查無誤后，閉合開關，移動變阻器滑片，從電壓表和電流表上讀出數據為2V和0.2A，于是他得出結論：被測電阻的阻值是10Ω．針對以上實驗過程，你認為存在什么問題？
（3）做完上面實驗后，他將被測電阻取下，在原位置接入了一個“220V  100W”的燈泡，移動滑片后，電壓表和電流表示數如圖乙所示，由此測出燈絲的電阻為______Ω．
（4）根據測出燈泡的阻值和燈泡上標出的數據進行分析，你又發現了什么問題？并解釋其原因．

Answer 1

【答案】分析：（1）連接電路時，要注意待測電阻與滑動變阻器的接法，電壓表、電流表的接法以及量程的選擇和電流方向；
（2）實驗不可避免地存在誤差，為減小誤差，應多次測量取平均值；
（3）電壓表選擇的是0～15V量程，電流表選擇的是0～3A量程，讀出電流和電壓，利用公式R=計算出電阻；
（4）根據燈泡規格計算出的電阻，是燈絲正常發光時的電阻，此時燈絲溫度非常高；上面計算的是燈絲在常溫下的電阻值．
解答：解：
（1）要測量電阻R的阻值，為多次測量取平均值減小誤差，需要改變待測電阻兩端電壓，所以滑動變阻器與待測電阻串聯；測量原理是R=，所以電流表與電阻串聯，電壓表與電阻并聯．
（2）只進行一次測量，雖然利用電流、電壓可以計算出電阻，但實驗次數太少，誤差較大，應該多測幾組數據．
（3）由乙圖知，燈泡兩端電壓為U=6V，通過的電流為1A，燈絲電阻為
R===6Ω
（4）答：室溫下用“伏安法測電阻”測出的電阻6Ω，通過標識算出的電阻R==484Ω，兩次得到的阻值相差較大．
原因：燈絲的電阻隨溫度升高而增大．
故答案為
（1）實物連接如右圖

（2）沒有多次測量取平均值
（3）6Ω；
（4）室溫下用“伏安法測電阻”測出的電阻6Ω，通過標識算出的電阻R==484Ω，兩次得到的阻值相差較大．
原因：燈絲的電阻隨溫度升高而增大．
點評：對于同一燈泡，燈絲材料、長度、橫截面積都不變，但溫度變化較大，導致電阻值發生明顯變化．