Question

20．在“在伏安法測電阻的實驗”中，
（1）實驗的原理是：R=$\frac{U}{I}$．
（2）連接電路時開關應斷開，滑動變阻器的滑片應滑到阻值最大處，這樣做的作用是為了保護電路；它還有一個作用是：通過改變連入電阻大小改變加在待測電阻兩端的電壓．
（3）要測量一個小燈泡的阻值，請你將正確的電路圖畫在虛線框內．

（4）圖甲是某次用電壓表和電流表測量小燈泡電阻（大約為10Ω）的實物圖，請用筆畫線代替導線，按照實驗的要求完成電路的連接．（要求：滑動變阻器的滑片向右移時電流表示數變大）
（5）某次實驗時，電壓表和電流表的示數如圖乙所示，則此時小燈泡的電阻為8Ω
（6）該同學作出了小燈泡兩端電壓和電流圖象如圖丙所示，根據圖象可知小燈泡的電阻是變化的（選填“變化”或“恒定不變”），其原因是：燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

Answer 1

分析 （1）伏安法測電阻，是利用伏特表（電壓表）和安培表（電流表）分別測量導體兩端電壓和通過導體的電流，然后利用R=$\frac{U}{I}$計算電阻；
（2）連接電路時開關須斷開，這是為了防止電路中有短路的地方而導致用電器損壞；閉合開關前將滑動變阻器的滑片達到最大阻值處，是為了讓電路中有較大的電阻，防止電路中電流過大而燒壞用電器，都是為了保護電路；本實驗是測量性實驗，要采取獲得多組數據求平均值的方法減小誤差，滑動變阻器在實驗中通過移動滑片，可獲得多組數據．
（3）伏安法測電阻，電源、開關、滑動變阻器、電流表、待測電阻組成串聯電路，電壓表并聯在待測電阻兩端，據此作出電路圖；
（4）根據電路中的最大電流選擇電流表的合適量程，當電流表示數變大時，表明滑動變阻器接入電路的電阻變小，據此選擇變阻器下面的接線柱；
（5）根據電壓表、電流表的量程，明確最小分度，讀出具體數值，再利用R=$\frac{U}{I}$計算電阻；
（6）小燈泡兩端電壓和電流圖象為一曲線，說明R為變化的；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

解答 解：（1）實驗中需要測量的物理量是導體兩端的電壓和通過導體的電流，再依據R=$\frac{U}{I}$計算電阻；故實驗原理為R=$\frac{U}{I}$；
（2）為保護電路，在連接過程中開關須斷開，在開關閉合之前，滑片應處于最大阻值處；通過移動滑片，可獲得多組數據，通過求平均值，減小誤差；
（3）電路圖如圖1：

（4）電源由兩節(jié)干電池組成，電壓為3V，因此電壓表選用0～3V；電路中的最大電流I_大=$\frac{U}{{U}_{L}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A；因此電流表選用0～0.6A；滑動變阻器的滑片向右移時電流表示數變大，表明滑片向右移動接入電路中的電阻變小，因此采用右下接線柱，據此連圖如圖2：

（5）由圖乙可讀出電壓表示數U_L為2.4V，電流表示數IL為0.3A，燈泡電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.4V}{0.3A}$=8Ω；
（6）小燈泡兩端電壓和電流圖象為一曲線，因為U=RI，說明R大小不是一個定值，而是變化的；原因是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）最大；保護電路；通過改變連入電阻大小改變加在待測電阻兩端的電壓；（3）如圖1；（4）如圖2；（5）8；（6）變化；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

點評 本題測燈泡電阻值，考查實驗原理、實驗注意事項、電路的連接、電阻大小的計算、影響電阻大小的因素等知識，綜合性較強．