Question

小軒用伏安法測量電阻R的阻值：
（1）用筆畫線代替導線，把圖中的實物圖連成實驗電路。要求，滑動變阻器滑片P向左移動時，電流變大。

（2）根據實物電路在虛線框內畫出實驗電路圖。
（3）現已列出三次測量的實驗數據及部分計算結果，還差第二次實驗時的阻值沒有計算，計算出第二次實驗時的阻值并將計算結果填入表中。
（4）在圖所示的電流表和電壓表的表盤上分別畫出第二次實驗數據的表針的位置，并畫出接線以表明測量時使用的量程。

實驗次數	U/V	I/A	R/
1	2.2	0.18	12.2
2	2.5	0.2
3	3	0.24	12.5

 
（5）計算出電阻R的平均值R=__________。
（6）計算出電阻R在第二次實驗時消耗的實際功率P=__________W。
（7）小林發現另一個同學實驗時，電路連接正確，電壓表的示數為3V，但是反復移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數總是不表。由此可見，發生故障的原因可能是滑動變阻器_________或電阻R__________（均選填“短路”或“斷路”）。

Answer 1

（1）略（2）略（3）12.5（4）略（5）12.4（6）0.5（7）短路，斷路

分析：（1）連接電路，先弄清電路圖各元件的連接方式，滑動變阻器、電壓表、電流表的量程連接正確且符合要求．
可采用“電流流向法”，從電源的正極出發，按照電流的流向，先串主電路，兩將電壓表并在待測電阻的兩端，連線不準交叉；根據題中要求“滑動變阻器的滑片P向左移動時，電流表的示數變大”即滑動變阻器的阻值變小，可以連接成“右上左下”．
（2）先分析各元件的連接方式，然后用導線將各元件依次連接起來，電壓表測量小燈泡兩端的電壓，根據實物圖完成電路圖．電路圖要畫的方正，元件不要畫在拐彎處，元件要分散．
（3）知道第二次待測電阻兩端的電壓和通過它的電流，可利用歐姆定律的公式變形R= 求出第二次的電阻．
（4）已經確定了電流表和電壓表的量程，從而可以確定兩個表的量程，再在電流表上標出相應的讀數和選擇的量程．
（5）知道第一次和第三次的電壓和電流，可利用公式R=求出第一次和第三次的電阻，已經求出第二次的電阻，求電阻平均值即可．
（6）知道第二次待測電阻兩端的電壓和通過它的電流，可利用公式P=UI計算出第二次實驗時消耗的實際功率．
（7）電源電壓為3V，電壓表V₁測量的是R兩端的電壓，若兩表示數相等，說明電路中有些元件斷路或短路．
解：（1）采用“電流流向法”，電流從電源正極出發，依次將開關S、電流表、滑動變阻器、待測電阻串聯起來，再將電壓表并聯在待測電阻的兩端；
在連接滑動變阻器時注意向左滑電阻減小，電流表的示數增大，電壓表用0～3V量程，電流表用0～0.6A量程．如下圖所示：

（2）該電路為串聯電路，開關控制整個電路，滑動變阻器控制電路中的電流，用導線將電源、開關、電流表、滑動變阻器和待測電阻順次連接起來，電壓表并聯在待測電阻兩端．如下圖所示：

（3）∵從表格中可知，U₂=2.5V，I₂=0.2A，

故答案為：12.5．
（4）電壓表用0～3V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電流壓表示數為2.5V，指針應該指在2向右的第五個格；
電流表用0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流表示數為0.2A，指針應該指在0.2的位置上．如下圖所示：

（5）從表格中可知，U₂=2.2V，I₂=0.18A；從表格中可知，U₂=3V，I₂=0.24A，


則電阻R的平均值R==12.4Ω．
故答案為：12.4．
（6）∵U₂=2.5V，I₂=0.2A，
∴第二次實驗時R消耗的實際功率為：P=U₂I₂=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：0.5．
（7）由圖知：反復移動滑動變阻器的滑片P時，電壓表V₁的示數總是與V的示數相等，說明電壓表V₁測量的也是電源電壓，發生故障的原因可能是滑動變阻器短路或者R斷路．
故答案為：短路；斷路．