Question

5．小华用“伏安法”测量某定值电阻阻值．他设计了如图甲所示的电路图，并连接好电路．
（1）闭合开关后发现电流表无示数，电压表指针发生明显偏转，则电路中出现的故障可能是定值电阻断路．

（2）他设计的电路图存在缺陷，请在答题卡的虚线框内作出完善的电路图．
（3）排除故障并完善电路后，小华多次改变定值电阻两端的电压进行测量．其中第二次实验时电压表和电流表的示数如图乙所示，请将下表填写完整．

实验次数	1	2	3
电压U/V	1		1.8
电流I/A	0.32		0.54
电阻R/Ω	3.13		3.33

（4）若三组数据均有效，则本次实验测得电阻值为3.24Ω．

Answer 1

分析 （1）电流表无示数，电路断路，电压表有偏转，电压表与电源接通，由于可判断出具体故障；
（2）伏安法测电阻中，需用滑动变阻器来保护电路和改变电阻两端的电压，进行多次测量；
（3）根据图乙读出电压表、电流表的示数由R=$\frac{U}{I}$计算出电阻，并填入表格；
（4）根据表格中数据求出三组数据的平均值便可．

解答 解：
（1）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的定值电阻断路；
（2）实验中要用到滑动变阻器，保护电路，并能多测几次求平均值，减小误差，电路如图所示：

（3）由图乙知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.5V；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.46A；
由I=$\frac{U}{R}$，所以第2次实验中导体电阻为：R₂=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.46A}$≈3.26Ω；
（4）根据表格中数据，实验测得电阻值为：
$\overline{R}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{3.13Ω+3.26Ω+3.33Ω}{3}$=3.24Ω．
故答案为：
（1）断路；
（2）见上图；
（3）见下表：

实验次数	1	2	3
电压U/V	1	1.5	1.8
电流I/A	0.32	0.46	0.54
电阻R/Ω	3.13	3.26	3.33

（4）3.24．

点评 本题伏安测电阻的实验，考查了电路故障的判断、电路图、电表读数和电阻计算等，电表读数时要注意先看清量程和分度值．