题目内容
16．
用“伏安法”测量阻值为7Ω的电阻的阻值，实验电路图如甲图所示，现备有的实验器材有：待测电阻Rx，三节干电池，电压表（量程0～3V、0～15V），电流表（量程0～0.6A、0～3A），滑动变阻器R（阻值为0～12Ω），开关一只，导线若干．则：（1）实验原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）实验中若电表指针越过刻度盘的中线，测量结果更准确．则本实验中电流表的量程应选0～0.6A；电压表的量程应选0～3V；
（3）某同学连接电路，闭合开关后，他发现电压表有示数，电流表无示数，则出现的故障可能是电阻断路；
（4）排除故障后，该同学正确地测量并记录了三组实验数据，分别为U1，I1，U2，I2，U3，I3，为了较为准确的得到该电阻的阻值，以下对数据处理的方法最合理的是D
A、在坐标纸上画出I-U关系图象，并仔细观察图象特征
B、算出$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$、$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$、$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$的值，看结果是否相等或趋向一致
C、计算出$\frac{\frac{{U}_{1}+{U}_{2}+{U}_{3}}{3}}{\frac{{I}_{1}+{I}_{2}+{I}_{3}}{3}}$的值
D、计算出$\frac{\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}+\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}+\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}}{3}$的值
（5）某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏，他们利用一个阻值已知的定值电阻R0和单刀开关若干个，设计了如乙图所示的电路，也测出了待测电阻Rx的阻值．请将他们的实验步骤填写完整．
a．正确连接电路，只闭合开关S、S1，适当调节滑片P的位置，读出电流表的示数为I1；
b．只闭合开关S、S2，读出电流表的示数为I2；
c．待测电阻阻值的表达式为Rx=$\frac{（{I}_{1}-{I}_{2}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$．（用测得量和已知量的字母表示）
分析 （1）伏安法测电阻用电压表测出电阻两端电压，用电流表测出导体中电流，根据欧姆定律的变形公式R=$\frac{U}{I}$计算出电阻；
（2）根据电源电压、电路最大电流及题目要求确定电表量程．
（3）电压表有示数说明两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数可能是电路断路即电压表并联的部分断路，可能是电流表短路．
（4）为了获得更准确的测量值，应采取多次测量取平均值的方法计算出最终结果；
（5）由电路图可知，两电阻并联，电流表分别测出两支路的电流；因并联电路各支路两端的电压是相等的，根据欧姆定律得出等式，解等式即可求出Rx的阻值．
解答 解：（1）伏安法测电阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
（2）电源电压U=1.5V×3=4.5V，要使电压表指针能达到电表刻度线中线以上，电压表应选0～3V量程；
电路最大电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4.5V}{7Ω}$≈0.64A，要使电流表指针达到电表刻度线中线以上，电流表应选0～0.6A量程．
（3）闭合开关后，发现电压表有示数而电流表无示数，这种情况的原因可能是电流表短路，也可能是电压表并联的部分断路，如：电阻发生断路、导线接触不良等．
（4）该同学正确地测量并记录了三组实验数据，为了较为准确的得到该电阻的阻值，应计算出每一组数据的电阻值，取多次测量的平均值作为最终结果；
即R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$，R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$，R3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$，
所以电阻值：R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}+\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}+\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}}{3}$；故选D；
（5）实验方法：a、只闭合开关S、S1，适当调节滑片P的位置，读出电流表的示数为I1（干路电流）；
b、只闭合开关S、S2，适当调节滑片P的位置，读出电流表的示数为I2；（通过定值电阻R0的电流）；
c、通过Rx的电流为I=I2-I1，
并联电路各支路两端的电压相等，R0两端的电压，即Rx两端的电压：
U=I1Rx=（I1-I2）R0
解得：Rx=$\frac{（{I}_{1}-{I}_{2}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$．
故答案为：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）0～0.6A；0～3V；（3）电阻断路；（4）D；（5）只闭合开关S、S2；$\frac{（{I}_{1}-{I}_{2}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$．
点评 本题考查了伏安法测电阻的原理、电表量程的选择、电路故障分析、求电阻、创新设计实验方案等问题；综合性强，有一定难度．
如图A的重力为200N，当拉力F为50N时，A对地面的压力为90N，求动滑轮的重力．
健身用的拉力器结构如图所示，在拉杆处用力往下拉，能把配重提起从而达到锻炼身体的作用．（g取10牛/千克）
如图所示，电源电压U及电阻R0均为恒定值．闭合开关S，当与R0串联的电阻箱R先后被调为8Ω和2Ω时，电阻箱R的电功率都是2W，则R0=4Ω，U=6 V．
如图是额定电压220V、额定功率8.8W的LED灯，该灯的额定电流为0.04A．若它每天正常发光5h，一个月（30天）消耗的电能是1.32kW•h．与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯只需要白炽灯10%的电能，则这个LED灯与功率为88W的白炽灯亮度相当．
如图，电源电压保持不变，闭合开关后，将滑动变阻器R2的滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）| A． | 电流表A的示数变大，电压表V2的示数变小 | |
| B． | 电压表V2的示数与电流表A的示数的比值不变 | |
| C． | 电压表V1与电压表V2的示数之和不变 | |
| D． | 电流表A的示数变小，电压表V2的示数不变 |
