题目内容

如图所示，将“测量小灯泡的电功率”实验装置改为“测量定值电阻的电功率”，实验室提供下列器材：电流表、电压表、滑动变阻器（阻值0～20Ω）、阻值为6Ω的待测电阻R（电阻不随温度的变化而变化），电源E（电压4.5V并保持不变）、开关S及导线若干．
（1）小明按电路图甲连接好电路后进行实验，发现闭合开关时电压表无示数，经查明只有一处故障，为查出电路故障，小明进一步观察并检查电路．当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时，小明结合前面的观察，就可判断出电路的故障：
如果小明再观察到电流表无示数，则故障是______断路；
如果小明再观察到电流表有示数，则故障是______短路．（选填“A、定值电阻R”、“B、滑动变阻器”）
（2）排除故障后，小明继续进行实验，测得其中一组数据电压表示数为2.5V，电流表示数如图（乙）所示，那么此时定值电阻R的实际功率为______W．
（3）在对测量数据进行记录和处理时，同组的小强设计了如下表格，你认为这张表格的设计是______（选填A、正确 B、错误）的．（电阻不随温度的变化而变化）

次数	U/V	I/A	P/W	平均值 P/W
1
2
3

（4）实验结束后老师提出一个疑问：若实验中所选电流表的量程为0～0.6A、电压表的量程为0～3V，实验要求测量时通过定值电阻R的电流至少为电流表满刻度的三分之一，则测出的定值电阻R的功率范围只能是______．

【答案】分析：（1）电路故障有两种：断路或短路；电流表没有示数，说明电路断路，电压表没有示数，说明断路位置在电压表并联电路之外；
电流表有示数，说明电路不存在断路，电压表无示数，说明与电压表并联的电阻短路．
（2）由图乙所示电流表确定电流表量程与最小分度值，读出电流示数，由电功率公式P=UI求出电阻的功率．
（3）在不同电压下，电阻的功不同，求不同功率的平均值没有意义，据此分析表格设计是否正确．
（4）由（2）中的数据求出电阻阻值，然后由电功率公式P=I²R求出电阻的功率范围．
解答：解：（1）电流表无示数，电压表无示数，电路断路，断路位置在滑动变阻器处，故选B；
电流表有示数，电路不存在断路，电压表无示数，说明与电压表并联的电阻短路，故选A；
故答案为：B；A．
（2）由图乙知，电流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.4A，
电阻实际功率P=UI=2.5V×0.4A=1W；
故答案为：1．
（3）在不同电压下，电阻的功不同，求不同功率的平均值没有意义，
表格中求电阻平均功率的做法是错误，故选B．
故答案为：B．
（4）由（2）知，电阻阻值R=

=6.25Ω，
由题意知流过电阻的最小电流I_最小=

×0.6A=0.2A，
电阻最小功率P_最小=（0.2A）²×6.25Ω=0.25W；
电阻两端最大电压等于电压表量程3V，
此时电路电流I=

=0.48A＜0.6A，
此时电阻消耗的功率最大P_最大=

=1.44W，
因此电阻消耗的功率范围是0.25W～1.44W．
故答案为：0.25W～1.44W．
点评：本题考查了电路故障分析、电流表读数、求电阻功率、分析实验记录表格设计是否合理、求电阻功率的范围，这是实验的常考内容，一定要掌握．读出电流表示数，由欧姆定律求出电阻阻值，根据题意确定流过电阻的最大与最小电流，是解最后一问的关键．