题目内容

小明在做“伏安法测电阻”的实验时.
(1)按所示电路图1,用笔画线代替导线将实物2连接起来,电压表选用0~3V量程.

(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于
B
B
(A/B)端,闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表有明显偏转,且移动滑片电压表示数几乎不变,则电路中可能出现的故障是
与电压表并联的电阻R断路
与电压表并联的电阻R断路



(3)改正电路正确无误后开始实验.前两次的实验数据已填在下面的表格内,第三次实验时电流表的示数如图3所示,请将下面表格中的空白处填写完整.(计算结果保留一位小数)
实验次数 电流/A 电压/V 电阻/Ω 测量结果
R=
8.1
8.1
Ω
1 0.30 2.5 8.3
2 0.26 2.1 8.1
3  ①
0.2
0.2
1.6
8.0
8.0
(4)小明将一只“2.5V0.75W”灯泡接入电路中原电阻R的位置,通过伏安法准确测出了几组数据如下表:由此可知此灯泡正常发光时的电阻是
8.3
8.3
Ω,分析表中的数据,发现隐含的一条关于电阻的规律是
灯泡电阻随温度的升高而增大
灯泡电阻随温度的升高而增大

试验次数 1 2 3
U/V 2.5 2.0 1.5
I/A 0.3 0.28 0.25
R/ 8.3 7.1 6
(5)完成本次实验后,爱动脑筋的小明想利用“等效替代”的思想设计的测量电阻Rx阻值的实验,经过思考后他设计出甲乙两种方案,(其中R为电阻箱).老师看了他设计的这两个方案,告诉他们两个方案中有一个可行,另一个不可行,不可行方案在原基础上经过一定的改进后会变得可行.你认为可行的是
(甲/乙)方案,而另一方案不可行的原因是
不能测出流过待测电阻的电流
不能测出流过待测电阻的电流
.若要使该方案改进后可行,请你原电路的基础上将所改进之处在图上标出.
分析:(1)把电阻、滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,注意滑动变阻器的接法及电压表量程的选择;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值处;
电流表示数为零,可能是电流表断路或短路或电流表之外电路断路;电压表有明显偏转,说明电路电阻较小,电压表与电源两端相连接,电压表并联电路之外不存在断路;移动滑片电压表示数几乎不变,可能是滑动变阻器同时接上面两个或下面两个接线柱,或电压表并联电路断路,电压表直接接在电源两端,综合分析可知故障原因是与电压表并联的电阻R断路.
(3)确定电流表的量程、最小分度值,图示读出电流表示数;由欧姆定律求出电阻阻值;最后求出电阻测量值的平均值.
(4)灯泡电压等于额定电压时,灯泡正常发光,由表找出额定电压对应的电流,然后由欧姆定律求出灯泡电阻;分析随电压变化,看电阻值如变化,然后分析原因得出结论;
(5)甲方案可测出待测电阻的电压与电流,故甲方案可行;乙方案不能测出流过待测电阻的电流,该方案不可行,在电路中串联一个定值电阻,改进后乙方案可行.
解答:解:(1)电阻、滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,电路图如图一所示.
故答案为:电路图如图一所示.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于B端;闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表有明显偏转,且移动滑片电压表示数几乎不变,则电路中可能出现的故障是:与电压表并联的电阻R断路.
故答案为:B;与电压表并联的电阻R断路.
(3)由电路图知,电流表的量程是0.6A、最小分度值是0.02A,电流表读数是0.2A;电阻阻值R3=
U3
I3
=
1.6V
0.2A
=8.0Ω;
电阻测量值的平均值R=
R1+R2+R3
3
=
8.3Ω+8.1Ω+8.0Ω
3
≈8.1Ω;
故答案为:0.2;8.0;8.1.
(4)由表可知,灯泡的额定电压2.5V对应的电阻值为8.3Ω;由表可知,随灯泡电压的增大,灯泡电阻增大;随灯泡电压增大,灯泡功率增大,灯丝温度升高,灯泡电阻变大,由此可知:灯泡电阻随温度的升高而增大.
故答案为:8.3;灯泡电阻随温度的升高而增大.
(5)你认为可行的是甲;另一方案不可行的原因是:当开关S由2打到1时,电路电阻发生变化,从而电路电流发生变化,不能测出流过待测电阻的电流;可在干路中串联一定值电阻,电路图如图二所示.
故答案为:甲;不能测出流过待测电阻的电流;电路图如图二所示.
点评:本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、电路故障分析、电流表的读数、由欧姆定律求电阻、实验数据分析、实验电路设计分析等内容,涉及的知识点较多,有一定的难度;连接实物电路图时要注意滑动变阻器的接法;分析电路故障时要考虑各种可能的故障原因,最后综合分析得出结论.
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