Question

13．某同学用电流表、电压表测量一段电阻丝R的阻值，他已连接了部分电路，如图甲所示，请你接着完成下列步骤．
（1）现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大．请你按照要求，用笔画线代替导线，完成实物图中实验电路的连接．
（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置．其原因可能是电阻丝R断路．（写出一个）
（3）当电压表示数为2.2V时，电流表示数如图乙所示，则被测电阻为10.5Ω．该同学通过改变被测电阻两端的电压，共测得3组数据，最后算出电阻的平均值，这样做的目的是：多次测量取平均值减小误差．
（4）若将上面实验中的定值电阻R换成标有“2.5V”字样的小灯泡，灯丝电阻约为15Ω，后来这位同学在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数的比值将变大（选填“变大”、“不变”或“变小”），产生这一现象的原因是灯丝的电阻随温度升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根据电源电压确定电压表的量程，且与电阻并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）此电压表满刻度，即说明此时电压表测得是电源电压，故据此分析即可判断；
（3）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，根据欧姆定律求出电阻的阻值，多次测量求平均值可起到减小误差的作用；
（4）由欧姆定律知：电压表与电流表示数等于电路电阻，根据电路连接情况及比值的变化分析原因，得出结论．

解答 解：（1）滑动变阻器要按“一上一下”的方式串联接入电路，要使滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大，此时滑动变阻器接入电路的电阻减小，故应将滑动变阻器的A接线柱与电阻丝R的右接线柱连接；电源由两节干电池串联而成，所以电压表应选择0～3V的量程，故需将电压表的“3”接线柱与电阻丝R的右接线柱连接；如图所示：

（2）闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置，即约等于电源电压，可能是由于滑动变阻器接入电路的阻值为零或电阻丝R断路．
（3）电流表选择的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.21A，电阻丝的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.21A}$≈10.5Ω．
这位同学通过改变被测电阻两端的电压，共测得3组实验数据，最后算出电阻的平均值，这样做的目的是多次测量取平均值减小误差．
（4）由电路图及欧姆定律得，电压表与电流表的示数比为$\frac{U}{I}$═R_L，电压表的示数增大时，灯泡的功率变大，温度升高，灯丝的电阻R_L增大，所以电压表与电流表示数的比值将变大，这表明：灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）见上图；（2）电阻丝R断路；（3）10.5；多次测量取平均值减小误差；（4）变大；灯丝的电阻随温度升高而增大．

点评 本实验题涉及实物图的连接、电流表的读数、欧姆定律的应用、减小实验误差的方法、灯丝电阻与温度的关系等，虽属于基础知识，但这些都是实验的常考内容，应熟练掌握．