Question

6．李明想测量一个电阻器的阻值大小，他选用了电流表、电压表、规格为“20Ω 1.5A”的滑动变阻器、电压为6V的电源、开关和导线．
（1）如图1是李明在实验中未完成连接的实物电路，请你替李明完成电路的连接．
（2）连接电路时开关应该断开（选填断开或闭合），连接好电路检查无误后再闭合开关进行实验．

（3）闭合开关后，李明发现电流表无示数，电压表有示数，任意移动滑动变阻器的滑片电压表示数不变，产生这一故障的原因可能是定值电阻断路．
（4）故障排除后，李明测得的实验数据如下表，其中第3次测量时，电压表示数如图2所示，请将读得的电压值和计算出的电阻值填在表格中．

实验次数	1	2	3	4
电压（V）	2.5	3		6
电流（A）	0.25	0.32	0.4	0.59
电阻（Ω）

（5）若将上面实验中的定值电阻换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数逐渐增大时，电压表与电流表示数的比值也逐渐增大，造成这一现象的原因是灯的电阻随温度的升高而变大．

Answer 1

分析 （1）伏安法测电阻的原理：用电压表并联在被测电阻的两端测电压，电流表与被测电阻串联测通过的电流，根据欧姆定律求出被测电阻的大小，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）连接电路时，为保护电路开关要断开；
（3）实验中，电流有无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源的两极连通，则与电压表并联的电阻之外的电路是连通的，说明与电压表并联的电阻断路了
（3）电流表无示数，说明电路断路，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变说明和电压表并联的定值电阻断路．
（4）由电压表大量程读数，根据欧姆求电阻大小，分别根据欧姆定律求出四次数据对应的电阻，再取平均值即可得出所测电阻的大小；
（5）把定值电阻换成灯泡，灯泡两端电压增大时，$\frac{U}{I}$增大，灯丝电阻增大．

解答 解：（1）由表中数据知，电压表选用大量程，电压表与被测电阻并联，电流表选用小量程与被测电阻串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；电路的连接如下图所示：

（2）连接电路时，为保护电路开关要断开；
（3）闭合开关后，李明发现电流表无示数，电压表有示数，任意移动滑动变阻器的滑片电压表示数不变，产生这一故障的原因可能是定值电阻断路；
（4）由图2可知，电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，对应电压的大小为4V；
电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω．同理求出其它组数据对应的电阻为：10Ω、9.38Ω、10.17Ω，
为提高测量的准确度，取平均值作为测量结果，R_测=$\frac{10Ω+9.38Ω+10Ω+10.17Ω}{4}$≈9.89Ω．
表格如下：

实验次数	1	2	3	4
电压（V）	2.5	3	4	6
电流（A）	0.25	0.32	0.4	0.59
电阻（Ω）	R≈9.89Ω

（5）根据欧姆定律，电压表与电流表示数的比值$\frac{U}{I}$即为灯的电阻，灯泡两端电压增大，通过的电流增大，根据P=UI灯的功率增大，灯丝温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯的电阻增大，比值增大．
故答案为：（1）如上图所示；（2）断开；（3）定值电阻断路；（4）表格如上图所示；（5）灯泡电阻随温度升高而增大．

点评 本电路在初中物理电学实验中应用广泛．可用于测定值电阻的电阻、功率，还能探究在电流跟电压、电阻的关系．电路是相同的，元件在实验中的作用有相同之处，也有不同之处，注意区分，对比记忆，印象深刻．