Question

同學利用電壓表和電流表測量電阻R₁的阻值（約9Ω左右），電源選用兩節干電池．
（1）按圖甲電路，將圖乙中電流表正確連入電路
（2）閉合開關前，將滑動變阻器的滑片移至變阻器的最

右

（選填“左”或“右”）端．
（3）該同學檢查電路連接正確，合上開關，可是無論怎樣移動滑片，電壓表示數總為3v不變，你認為發生故障的原因可能是

待測電阻R₁斷路

．
（4）清除故障后，小明將滑片P向左滑動時，電壓表示數將

增大

（填“增大”、“減小”、“不變”），當P滑到某一位置時，兩表讀數如圖丙所示，電流表的示數

0.2A

，由此可知R=

10

Ω．你認為這個結果可靠嗎？理由是

不可靠，只進行了一次實驗，誤差較大

．
（5）若在實驗的過程中，閉合開關，發現電壓表已損壞，將其拆除，不改變其他電路元件的連接方式，小明也完成了實驗．請簡述實驗步驟并寫出計算R_x的最后表達式．（已知滑動變阻器的最大阻值為R₀）
實驗步驟：

①閉合開關，使滑動變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數I₁；
②將滑動變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數I₂．

．
表達式：R_x=

I2R0

I1-I2

．
（6）將圖甲中的電阻R₁換成一個額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡后，還可以測小燈泡的電功率．若要測該小燈泡的額定功率，則在圖甲電路中必須改動的地方是：
①

增加一節干電池

；②

電壓表換接0～15V的量程

．

Answer 1

分析：（1）根據電路最大電流選擇電流表量程，根據電路圖連接實物電路圖．
（2）閉合開關前，要把滑片置于滑動變阻器阻值最大處．
（3）常見電路故障有斷路與短路兩種，根據電路故障現象分析電路故障原因．
（4）根據滑片的移動方向判斷滑動變阻器接入電路的阻值如何變化，根據串聯電路特點判斷電壓表示數如何變化；根據圖示電表確定其量程與分度值，讀出其示數，由歐姆定律求出電阻阻值；為準確測出電阻阻值，應進行多次測量求平均值．
（5）滑動變阻器的最大阻值已知，滑動變阻器和被測電阻串聯，讓滑動變阻器全部接入和不接入，來改變電路的電阻，完成電流表的兩次測量，利用兩次電路的電源電壓相等，列出等式，解出R_x．
（6）測量小燈泡的額定功率必須使小燈泡在額定電壓下發光，此題中需改變電壓，同時注意電壓表的量程．

解答：解：（1）每節干電池電壓為1.5V，電源由兩節干電池組成，電源電壓U=1.5V×2=3V，電路最大電流約為：
I=

U

R1

=

3V

9Ω

≈0.3A，電流表應選0～0.6A量程，根據電路圖甲，把電流表、開關、電阻串聯接入電路，實物電路圖如圖所示．

（2）閉合開關前，將滑動變阻器的滑片移至變阻器的最右端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（3）合上開關，無論怎樣移動滑片，電壓表示數總為3V不變，等于電源電壓，可能是待測電阻R₁斷路造成的，電壓表測電源電壓．
（4）將滑片P向左滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值變小，滑動變阻器分壓變小，電阻兩端電壓增大，電壓表示數將增大；由電路圖可知，電流表量程為0～0.6A，由圖丙所示電流表可知，其分度值為0.02A，示數為0.2A，由電路圖可知，電壓表量程為0～3V，由圖丙所示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數為2V，∵I=

U

R

，∴電阻R=

U

I

=

2V

0.2A

=10Ω；只進行了一次實驗，根據測出的一組實驗數據所求出的電阻阻值誤差較大，實驗數據不可靠．
（5）實驗步驟：①閉合開關，使滑動變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數I₁；
②將滑動變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數I₂．
∵電源的電壓不變，I=

U

R

，
∴U=I₁R_x=I₂（R_x+R₀），解得：R_x=

I2R0

I1-I2

．
（6）小燈泡的額定電壓為3.8V，要使其正常發光，電源電壓不能低于3.8V，可以在電源處增加一節干電池，同時電壓表應該選擇0～15V量程．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）右；（3）待測電阻R₁斷路；
（4）增大；0.2A；10；不可靠，只進行了一次實驗，誤差較大；
（5）①閉合開關，使滑動變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數I₁；②將滑動變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數I₂；=

I2R0

I1-I2

；
（6）①增加一節干電池；②電壓表換接0～15V的量程．

點評：本題考查的問題很多，是一道電學綜合題，所有問題都是常考問題，一定要掌握；兩節電路時，要注意電表量程的選擇，注意電表正負接線柱不要接反；為準確測出電阻阻值，應進行多次實驗，測出多組實驗數據，多次測量求平均值，減小誤差．