Question

17．小聪用伏安法测量电阻R_x的阻值（其阻值约为几百欧），选择的器材有：电源（电压恒定但未知）“100Ω 2A”的滑动变阻器，电流表，电压表，开关各一个，导线若干．连接的部分电路如图甲所示，设计的实验表格如表，正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表指针偏转正常，但电流表指针几乎不偏转，无法读数；改正后，测得滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表，电流表的示数分别如图乙，丙所示．请你解答下列问题．

实验次数	电流I/A	电压U/V	电阻R/Ω	①
1
2
3

（1）请完成图甲中的实验电路；
（2）表格中①处应填写电阻的平均值；
（3）实验中电流表无法读数的原因可能是待测的阻值太大或电源电压太小；由图乙、丙可知该待测电阻的阻值为120Ω；
（4）在不改动实验电路的情况下，还能完成的电学实验是测电功率；
（5）勤于思考的小聪发现在原来的实验电路中不增加导线，只用量程合适的电流表也能测出待测电阻R_x的阻值．写出主要的实验步骤（用相应的字母表示测出的物理量）：①将滑动变阻器的滑片移动阻值为零处，记下电流表的示数I₁；②将滑动变阻器的滑片移动阻值最大（100Ω）处，记下电流表的示数I₂．

Answer 1

分析 （1）连接实物图时，需将导线接入接线柱上，据此判断错误的接线；
（2）伏安法测电阻中，多次测量的目的是为了求平均值；
（3）观察所用的器材，待测电阻有几百欧，普通几节干电池做电源电压不过几伏，即使不接入变阻器，根据欧姆定律可知此时电流可能只有百分之几安，所以电流表指针几乎不偏转；
由图乙、丙读出电压表和电流表的示数，利用R=$\frac{U}{I}$可求出阻值；
（4）根据测量的电压表和电流表的数据即可得知还能完成是伏安法测功率．
（5）只用量程合适的电流表也能测出待测电阻R_x的阻值，需要测出滑动变阻器的电阻全部连入电路和未连入电路时的电流，根据串联电路的特点、欧姆定律即可测出R_x的阻值．

解答 解：（1）根据实物图可知，电源与滑动变阻器相连的导线没有接在接线柱上，而接在了金属导体上，因此需改接到接线柱处；如下图所示：

（2）伏安法测电阻中，多次测量的目的是为了求平均值，因此①电阻的平均值，其目的是多次测量求电阻的平均值，减小实验误差；
（3）根据实物图可知，电源的电压为3V，待测电阻的阻值约为几百欧，根据欧姆定律可知即使不接入变阻器电路中的电流也很小，所以电流表测不出电路中的电流，故原因可能是待测的阻值太大或电源电压太小；由图乙可知：电压表量程为15V，分度值为0.5V，则示数为12V；图丙可知：电流表量程为0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.1A，由欧姆定律得：待测电阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{0.1A}$=120Ω；
（4）因为测量的是导体两端的电压和电流，所以还能完成是测功率；
（5）①将滑动变阻器的滑片移动阻值为零处，记下电流表的示数I₁；
②将滑动变阻器的滑片移动阻值最大（100Ω）处，记下电流表的示数I₂．
故答案为：（2）电阻的平均值；多次测量求电阻的平均值，减小实验误差；
（3）待测的阻值太大或电源电压太小；120；
（4）测电功率；
（5）①将滑动变阻器的滑片移动阻值为零处，记下电流表的示数I₁；
②将滑动变阻器的滑片移动阻值最大（100Ω）处，记下电流表的示数I₂．

点评 本题考查了伏安法测电阻的实验，涉及到电压表的连接和表格的设计、电路故障的判断等，要注意电路中无电流表时可以借助于串联电路的电流特点设计电路，电路中没有电压表时可以借助于并联电路的电压特点设计电路．