题目内容

10．如图（a）所示的电路为“用电流表、电压表测电阻”的实验电路，请填写：
（1）实验目的：伏安法测电阻，要求多次测量，求电阻的平均值．
（2）实验原理：R=$\frac{U}{I}$．
（3）实验过程中，某次测量时，电压表和电流表的示数如图（b）所示，可得电阻值为5.6欧．
（4）若某次实验时，电压表出现了故障不能使用，该同学选添了一个阻值已知的定值电阻Ro，其实验操作过程如下：①在Rx位置替换接入R0，测得电流表的示数为I0；②去掉R0，重新接入Rx，测得电流表的示数为I．该同学得出Rx的阻值为Rx=$\frac{{I}_{0}}{I}$R0．
请指出该同学实验中的错误之处：待测电阻两端的电压发生了变化．

分析 （1）为减小误差，实验可采用多次测量求平均值；
（2）掌握伏安法测电阻的实验原理：R=$\frac{U}{I}$；
（3）首先确定电压表、电流表的量程和分度值，读出电压和电流值，根据R=$\frac{U}{I}$计算出电阻的阻值；
（4）由于滑动变阻器串联在电路中，当去掉R0、重新接入Rx时，电阻两端的电压发生变化，而实验中认为电阻两端电压不变，导致实验错误，实验电路图设计不合理．

解答 解：（1）为了减小实验结果的误差，实验可采取的办法是多次测量求平均值；
（2）伏安法测电阻的实验原理是R=$\frac{U}{I}$；
（3）由图乙知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，电压表的示数为2.8V；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A；则：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.8V}{0.5A}$=5.6Ω；
（4）在该实验设计中：由于滑动变阻器串联在电路中，当去掉R0、重新接入Rx时，电阻两端的电压发生变化，而实验中认为电压不变，导致实验计算结果错误，该实验存在缺陷，设计不合理．
故答案为：（1）多次测量；（2）R=$\frac{U}{I}$；（3）5.6；（4）待测电阻两端的电压发生了变化．

点评 本题考查了伏安法测电阻实验的原理和实验误差的处理、电表的读数、欧姆定律的应用等，考查的内容较多，实验设计的分析对学生来说有一定难度；本实验考查的内容是常考内容，平时注意多积累相关知识、多总结解题方法．

练习册系列答案
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17．将两个定值电阻并联接到为U的电源两端，R1消耗的功率为P1．R2消耗功率为3P1，将这两个定值电阻串联接在电压为2U的电源两端时，求：
（1）R1与R2的电阻之比为3：1；
（2）串联时R2消耗的功率为0.75P1；
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1．小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验，小灯的额定电压可能为2.2伏或3.8伏，且额定功率小于1瓦．实验室提供了电压为2伏的电池若干节．她正确连接电路，并将滑片移到滑动变阻器的一端，闭合电键观察到电压表的示数如图（a）所示，小灯的亮度很暗．然后她将变阻器的滑片向另一端移动，观察到电流表示数变小；当滑片到达另一端时，电压表、电流表的示数如图（b）、（c）所示．

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②小嘉改正了上述问题，重新设计电路进行实验．当她移动变阻器的滑片到中点位置（即变阻器接入电路的电阻为最大值的一半）时，小灯泡恰好正常发光，此时电压表指针恰好位于刻度线上，求小灯泡额定功率．
18．某同学复习中用图甲所示的电路再次探究串联电路电压的规律，实验时意外发现：“当变阻器滑片P向左移时，两电压表的读数之和减小．”他产生了疑惑，在老师的引导下，知道了用久的普通干电池内部有不可忽略的电阻，可将它看作一个理想电源（电压U恒定，电阻为0）与一个电阻r的串联（图乙所示）．请你帮他选择适当器材，设计测量干电池电阻r的实验方案．可供选用的器材：一个电压表，符合实验要求的已知阻值的定值电阻R1、R2（R1≠R2），导线和开关若干，一节旧干电池．要求R1、R2在同一电路中不能同时工作．请完成：
（1）面出实验电路图；
（2）根据你设计的电路写出主要的实验步骤和需测量的物理量：
（3）写出电阻r的数学表达式（用已知量和测量量表示）．
5．测量小灯泡的电阻实验．
（1）如图甲是一位同学连接的错误电路，如果电路各元件都是完好的，闭合开关，灯泡是否发光？不发光．电压表指针是否偏转？偏转．

（2）发现电路的错误后，他将电压表和电流表的位置互换，使电路正确连接．闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数如图乙所示，此次测出灯泡的电阻是7.08Ω．
（3）最后小明还想利用这个电路探究“电流和电压的关系”，你认为他不能（选填“能”或“不能”）得到正确结论，原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
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