Question

7．小丽利用如图2所示的仪器进行伏安法测电阻实验：

（1）请你在图1方框中画出实验电路图
（2）在图2中，用笔画线代替导线，完成电路连接．（要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数变大）．
（3）小丽同学在做实验时，闭合开关后发现电压表有较大示数，而电流表的示数为零，产生该现象的原因可能是R_X处有断路．
（4）排除故障后，若某次测量时电压表和电流表的示数如图3所示，则电流表的示数为0.2A，待测电阻R_X=12Ω．
（5）同学小亮用小丽的器材研究“电流与电阻的关系”，他将待测电阻R_X替换为电阻箱，并接入50Ω，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终无法达到1.5V，（滑动变阻器的铭牌为“1A  20Ω”）此时小亮同学应采取的措施是C．（选填序号）
A．更换一只新的电压表
B．将电源改用四节干电池串联
C．用“1A  100Ω”的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器．

Answer 1

分析 （1）根据伏安法画电路图
（2）根据电路图连接实物图时，可以根据电流流向法，从电源的正极开始依次画出串联的电路元件，最后把电压表并联在电阻的两端即可，滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数变大，即应减小变阻器连入电路的电阻，所以将滑片右边的电阻连入电路．
（3）闭合开关，电流表示数几乎为零，可能是电路电阻太大；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源两极相连，电压几乎全部加在电压表所在部分电路，说明电压表所在部分电路电阻极大，可能的原因是与电压表并联的灯泡断路，电压表直接串联在电路中．
（4）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，根据欧姆定律求出对应的电阻．
（5）无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数都达不到额定电压，根据串联电路特点与欧姆定律分析答题．

解答 解：（1）伏安法测电阻的电路图如下：

（2）根据电流流向法，从电源的正极出发，依次串联开关、滑动变阻器、电流表、电阻箱回到电源的负极，再把电压表并联在变阻箱的两端即可，由于滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数变大，即连接变阻器右下端的接线柱．如下图所示：

（3）闭合开关，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压，分析可知故障原因是：R_x断路，电压表直接串联在电路中．
（4）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.2A；
电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，电压表的示数为2.4V；
灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.2A}$=12Ω．
（5）无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到1.5V，可能的原因是：滑动变阻器的最大阻值偏小，则需要“1A  100Ω”的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器．
故答案为：（1）如上图所示；（2）如上图所示；（3）R_X处有断路；（4）0.2；12；（5）C．

点评 本题考查了根据实物图画电路图、电路故障的判断、电路的动态分析实验数据的串联，关键是根据电路的故障判断电源的电压，总体来说本题的难度较大．