题目内容

15．如图所示为“伏安法测电阻”的电路图、实物图和实验相关图．
（1）用笔画线代替导线，将实物图乙按电路图甲正确连线．
（2）开关子啊闭合前，图甲中的滑动变阻器的滑片应位于B端（填A或B）
（3）闭合开关，调节电阻器的滑片到某位置时进行实验，合理连接电压表和电流表后，两表的指示如图丙所示，则别测电阻R的阻值是7.5Ω．
（4）某同学测量了四次，计算电阻分别为：7.5Ω；7.6Ω；7.7Ω；10.0Ω，得到待测电阻阻值为7.6Ω．
（5）某次实验过程中发现：闭合开关前电流表的示数为0，电压表的示数为6V，闭合开关后电流表指针向左偏转，电压表的示数仍为6V，其原因可能是电压表接到了电源的两端、电流表正负接线柱接反了．
（6）若将待测电阻换成小灯泡，实验中测量电流、电压值后，通过计算得出三次小灯泡的电阻不相等，你认为可能的原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化．

分析 （1）按照甲图的顺序连接实物图；
（2）开关在闭合前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处；
（3）电压表和电流表的读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数．知道电压和电流，根据欧姆定律求电阻大小；
（4）为使测量结果更准确，要进行多次测量求平均值减小误差；
（5）闭合开关前电流表的示数为0，电压表的示数为6V，电压表接到了电源的两端；闭合开关后，电流表指针向左偏转，电流表正负接线柱接反了；
（6）灯丝的电阻随温度的变化而变化．

解答 解：（1）按照甲图的顺序连接实物图，滑动变阻器按“一上一下”接入电路，且应使滑片左侧的电阻丝接入电路，则必须接左下接线柱，电路如图所示：

（2）为保护电路，开关在闭合前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即滑片移动到B端；
（3）电压表使用的0～3V，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.8V，
电流表使用的0～0.6A，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.24A，
则被测电阻R的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.24A}$=7.5Ω；
（4）定值电阻的阻值是不变的，为了使测量结果更准确，要多次测量求电阻的平均值，但在四个测量值中10Ω与其它三个的差别太大，是错误的数据，
故待测电阻阻值为：R′=$\frac{7.5Ω+7.6Ω+7.7Ω}{3}$=7.6Ω；
（5）当电压表接到了电源两端时，不论开关的状态如何，电压表都有示数；闭合开关后，电流表指针向左偏转，说明电流表正负接线柱接反了；
（6）通过灯丝的电流随电压的增大而增大，根据P=UI可知，灯的电功率也增大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻随温度的变化（增大）而变化（增大），所以灯丝的电阻不同．
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）7.5Ω；（4）7.6Ω；（5）电压表接到了电源的两端、电流表正负接线柱接反了；（6）灯丝的电阻随温度的变化而变化．

点评 本题用伏安法测电阻，考查了电路的连接、实验注意事项、电表的读数、电阻的计算、数据的处理方法及影响电阻大小的因素等知识，难度中等．

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（1）测量电阻的实验原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）按图甲电路，将图乙中的滑动变阻器正确连入电路．
（3）连接电路时，开关必须正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的阻值应处于最大值．
（4）闭合开关．将图乙中的滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表的示数会变大，当滑片P滑到某一位置时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数如图丙．由此可知被测电阻的阻值R=5Ω．
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