1. 在如图所示的“伏安法测电阻”实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮。接下来应进行的操作是(

A.更换一个同样规格的小灯泡
B.更换电压表所使用的量程
C.检查电路中是否存在断路故障
D.减小滑动变阻器接入电路的阻值
D
)A.更换一个同样规格的小灯泡
B.更换电压表所使用的量程
C.检查电路中是否存在断路故障
D.减小滑动变阻器接入电路的阻值
答案
1. D
解析
【分析】
首先从题干给出的现象入手分析:闭合开关后电流表有示数,说明整个电路是导通的,不存在断路问题,直接排除断路类故障的排查方向。接下来电流表示数很小,说明电路总电阻过大,根据欧姆定律,电源电压不变时,电阻越大电流越小,此时小灯泡的实际功率远小于额定功率,所以不足以发光。接下来逐一比对选项:不需要直接更换灯泡、调整电压表量程,也不用排查断路故障,只需要调小滑动变阻器接入的电阻,增大电路电流,观察灯泡是否发光即可。
【解析】
解:
1. 先判断电路通断状态:闭合开关后电流表有示数,说明电路是通路,不存在断路故障,因此C选项错误。
2. 分析电流过小的原因:电流表示数较小,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,电源电压恒定,说明电路中总电阻过大,小灯泡的实际功率过小,达不到发光的功率要求,因此灯泡不亮。
3. 逐一排除错误选项:
A选项:更换同样规格的小灯泡,无法改变电路总电阻,电路电流依然很小,灯泡依旧无法发光,操作无意义,错误。
B选项:当前故障和电压表量程选择无关,更换电压表量程不能解决灯泡不亮的问题,错误。
D选项:减小滑动变阻器接入电路的阻值,电路总电阻随之减小,电路电流增大,小灯泡的实际功率会升高到正常发光的水平,是正确的操作。
综上,本题选D。
【答案】
D
【知识点】
电路故障分析、欧姆定律、滑动变阻器使用
【点评】
本题是伏安法实验中的典型实操场景题,很多同学看到灯泡不亮会第一时间误以为是灯泡损坏或者电路断路,忽略了电流表有示数这个核心判断条件,解题时要先根据电表示数锁定电路通断状态,再分析电流过小的诱因,优先通过调节滑动变阻器排查问题,不要盲目更换实验器材。
【难度系数】
0.8
首先从题干给出的现象入手分析:闭合开关后电流表有示数,说明整个电路是导通的,不存在断路问题,直接排除断路类故障的排查方向。接下来电流表示数很小,说明电路总电阻过大,根据欧姆定律,电源电压不变时,电阻越大电流越小,此时小灯泡的实际功率远小于额定功率,所以不足以发光。接下来逐一比对选项:不需要直接更换灯泡、调整电压表量程,也不用排查断路故障,只需要调小滑动变阻器接入的电阻,增大电路电流,观察灯泡是否发光即可。
【解析】
解:
1. 先判断电路通断状态:闭合开关后电流表有示数,说明电路是通路,不存在断路故障,因此C选项错误。
2. 分析电流过小的原因:电流表示数较小,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,电源电压恒定,说明电路中总电阻过大,小灯泡的实际功率过小,达不到发光的功率要求,因此灯泡不亮。
3. 逐一排除错误选项:
A选项:更换同样规格的小灯泡,无法改变电路总电阻,电路电流依然很小,灯泡依旧无法发光,操作无意义,错误。
B选项:当前故障和电压表量程选择无关,更换电压表量程不能解决灯泡不亮的问题,错误。
D选项:减小滑动变阻器接入电路的阻值,电路总电阻随之减小,电路电流增大,小灯泡的实际功率会升高到正常发光的水平,是正确的操作。
综上,本题选D。
【答案】
D
【知识点】
电路故障分析、欧姆定律、滑动变阻器使用
【点评】
本题是伏安法实验中的典型实操场景题,很多同学看到灯泡不亮会第一时间误以为是灯泡损坏或者电路断路,忽略了电流表有示数这个核心判断条件,解题时要先根据电表示数锁定电路通断状态,再分析电流过小的诱因,优先通过调节滑动变阻器排查问题,不要盲目更换实验器材。
【难度系数】
0.8
2. 小明同学练习用“伏安法”测电阻,他所测电阻的阻值约为$2\ \Omega $,电压表的量程为$0∼ 3\ \mathrm{V}$,电流表的量程为$0∼ 3\ \mathrm{A}$。测量结束后,他得到的结论是待测电阻的阻值为$10\ \Omega $,则他在测量中所出现的错误可能是(
A.电压表和电流表的位置接反了
B.没有多次测量取平均值,致使误差过大
C.电压表按$0∼ 15\ \mathrm{V}$量程读数,电流表按$0∼ 0.6\ \mathrm{A}$量程读数
D.电压表按$0∼ 15\ \mathrm{V}$量程读数,电流表按$0∼ 3\ \mathrm{A}$量程读数
D
)A.电压表和电流表的位置接反了
B.没有多次测量取平均值,致使误差过大
C.电压表按$0∼ 15\ \mathrm{V}$量程读数,电流表按$0∼ 0.6\ \mathrm{A}$量程读数
D.电压表按$0∼ 15\ \mathrm{V}$量程读数,电流表按$0∼ 3\ \mathrm{A}$量程读数
答案
2. D 提示:若电流表和电压表位置接反了,电路相当于断路,电压表测电源电压,电流表的示数接近0。待测电阻的测量值与测量次数多少没有关系,测量结果与实际相差过大,故不是误差导致的。电压表按0~15 V量程读数,电流表按0~0.6 A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,电流是实际电流的$\frac{1}{5}$,则测量的电阻是实际电阻的25倍。电压表按0~15 V量程读数,电流表按0~3 A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,故本该是2 Ω的电阻测成了10 Ω。
解析
【分析】
我们首先明确已知条件:待测电阻真实阻值约为2Ω,最终测量得到的阻值为10Ω,即测量值是真实值的5倍。根据欧姆定律R=U/I可知,测量时读取的电压与电流的比值,是真实电压与真实电流比值的5倍。接下来我们结合不同电表量程的读数规律:同一指针位置下,电压表0~15V量程的读数是0~3V量程读数的5倍,电流表0~3A量程的读数是0~0.6A量程读数的5倍,逐个对选项进行推导验证,就能找出符合条件的错误操作。
【解析】
已知真实电阻$R_{\mathrm{真}}\approx2\ \Omega$,测量得到的电阻$R_{\mathrm{测}}=10\ \Omega$,即$R_{\mathrm{测}}=5R_{\mathrm{真}}$,由欧姆定律$R=\frac{U}{I}$可得$\frac{U_{\mathrm{测}}}{I_{\mathrm{测}}}=5·\frac{U_{\mathrm{真}}}{I_{\mathrm{真}}}$,逐个分析选项:
选项A:若电压表和电流表位置接反,电压表串联在电路中,由于电压表内阻极大,电路电流几乎为0,电流表示数接近0,计算得到的电阻值会远大于10Ω,不符合题意,A错误。
选项B:误差是实验中不可避免的微小偏差,多次测量取平均值仅能减小误差,无法让测量值和真实值出现5倍的巨大偏差,该结果属于读数错误而非误差,和未多次测量无关,B错误。
选项C:电压表按0~15V量程读数时,$U_{\mathrm{测}}=5U_{\mathrm{真}}$;电流表按0~0.6A量程读数时,$I_{\mathrm{测}}=\frac{1}{5}I_{\mathrm{真}}$,代入欧姆定律得$R_{\mathrm{测}}=\frac{5U_{\mathrm{真}}}{\frac{1}{5}I_{\mathrm{真}}}=25R_{\mathrm{真}}=50\ \Omega$,不符合测量结果10Ω,C错误。
选项D:电压表按0~15V量程读数时,$U_{\mathrm{测}}=5U_{\mathrm{真}}$;电流表按0~3A量程读数,电流读取正确即$I_{\mathrm{测}}=I_{\mathrm{真}}$,代入欧姆定律得$R_{\mathrm{测}}=\frac{5U_{\mathrm{真}}}{I_{\mathrm{真}}}=5R_{\mathrm{真}}=10\ \Omega$,和题目给出的测量结果完全吻合,D正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律应用;电表量程读数;伏安法测电阻
【点评】
本题考查伏安法测电阻的读数偏差分析,核心是掌握不同量程电表的读数比例关系,结合欧姆定律推导测量值与真实值的倍数关系,同时要明确误差和错误的本质区别:误差是不可避免的微小偏差,和真实值相差数倍的结果必然是操作或读数错误,不属于误差范畴。
【难度系数】
0.4
我们首先明确已知条件:待测电阻真实阻值约为2Ω,最终测量得到的阻值为10Ω,即测量值是真实值的5倍。根据欧姆定律R=U/I可知,测量时读取的电压与电流的比值,是真实电压与真实电流比值的5倍。接下来我们结合不同电表量程的读数规律:同一指针位置下,电压表0~15V量程的读数是0~3V量程读数的5倍,电流表0~3A量程的读数是0~0.6A量程读数的5倍,逐个对选项进行推导验证,就能找出符合条件的错误操作。
【解析】
已知真实电阻$R_{\mathrm{真}}\approx2\ \Omega$,测量得到的电阻$R_{\mathrm{测}}=10\ \Omega$,即$R_{\mathrm{测}}=5R_{\mathrm{真}}$,由欧姆定律$R=\frac{U}{I}$可得$\frac{U_{\mathrm{测}}}{I_{\mathrm{测}}}=5·\frac{U_{\mathrm{真}}}{I_{\mathrm{真}}}$,逐个分析选项:
选项A:若电压表和电流表位置接反,电压表串联在电路中,由于电压表内阻极大,电路电流几乎为0,电流表示数接近0,计算得到的电阻值会远大于10Ω,不符合题意,A错误。
选项B:误差是实验中不可避免的微小偏差,多次测量取平均值仅能减小误差,无法让测量值和真实值出现5倍的巨大偏差,该结果属于读数错误而非误差,和未多次测量无关,B错误。
选项C:电压表按0~15V量程读数时,$U_{\mathrm{测}}=5U_{\mathrm{真}}$;电流表按0~0.6A量程读数时,$I_{\mathrm{测}}=\frac{1}{5}I_{\mathrm{真}}$,代入欧姆定律得$R_{\mathrm{测}}=\frac{5U_{\mathrm{真}}}{\frac{1}{5}I_{\mathrm{真}}}=25R_{\mathrm{真}}=50\ \Omega$,不符合测量结果10Ω,C错误。
选项D:电压表按0~15V量程读数时,$U_{\mathrm{测}}=5U_{\mathrm{真}}$;电流表按0~3A量程读数,电流读取正确即$I_{\mathrm{测}}=I_{\mathrm{真}}$,代入欧姆定律得$R_{\mathrm{测}}=\frac{5U_{\mathrm{真}}}{I_{\mathrm{真}}}=5R_{\mathrm{真}}=10\ \Omega$,和题目给出的测量结果完全吻合,D正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律应用;电表量程读数;伏安法测电阻
【点评】
本题考查伏安法测电阻的读数偏差分析,核心是掌握不同量程电表的读数比例关系,结合欧姆定律推导测量值与真实值的倍数关系,同时要明确误差和错误的本质区别:误差是不可避免的微小偏差,和真实值相差数倍的结果必然是操作或读数错误,不属于误差范畴。
【难度系数】
0.4
3.(2025·常州钟楼期末)实验室里有一个标识不清的定值电阻,小亮设计实验进行测量(电源为两节干电池)。

(1)为使电路连接完整,需用导线连接
(2)连接电路时,开关应
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙,为
(1)为使电路连接完整,需用导线连接
DN
(填“DM”或“DN”)。(2)连接电路时,开关应
断开
,滑动变阻器的滑片P应放在B
(填“A”或“B”)接线柱一端。闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是定值电阻R断路
。(3)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙,为
0.3
A,则定值电阻R为8
$\Omega$。小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你做出评价或建议:改变滑片位置进行多次测量,取平均值减小误差
。答案
3. (1) DN (2) 断开 B 定值电阻R断路 (3) 0.3 8 改变滑片位置进行多次测量,取平均值减小误差 提示:(1)滑动变阻器应一上一下与定值电阻R串联连入电路,电压表与定值电阻并联,故用导线连接DN。(2)闭合开关,电流表示数为0,为断路故障,电压表示数约为电源电压,则电压表并联处断路,即定值电阻R断路。(3)电流表示数为0.3 A,定值电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.4\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=8\ \Omega$,只测一组数据就得到结果,可能存在较大误差,应改变滑片位置多次测量,取平均值来减小误差。
解析
【分析】
这是一道伏安法测定值电阻的常规实验题,我们可以按小问逐步梳理思路:
1. 第一问:首先明确滑动变阻器的接线规则是“一上一下”,且需要和定值电阻串联。如果选DM接线,导线会直接短路定值电阻R,不符合实验要求,因此只能选DN,才能让滑动变阻器和R串联,电路完整。
2. 第二问:连接电路的基础安全操作要求开关必须断开,避免接线错误短路烧坏元件;闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处,当前滑动变阻器下接线柱接的是A,滑片移到B端时接入的电阻丝最长,阻值最大,因此滑片要放在B端。故障判断时,电流表无示数说明电路是断路状态,电压表接近电源电压,且电流表和所有接线都完好,说明电压表两端可以连通电源正负极,因此故障就是和电压表并联的定值电阻R断路。
3. 第三问:电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.3A位置,读出电流后用欧姆定律R=U/I就能算出电阻值。单次测量得到的结果误差较大,测定值电阻需要多次测量取平均值来减小误差,不能只测一组数据就作为最终结果。
【解析】
(1) 实验中滑动变阻器需要和定值电阻串联,按照“一上一下”的规则接线,若连接DM会直接短路定值电阻R,电路不符合实验要求,因此选择连接DN,即可让电路连接完整。
(2) 连接电路时,为保护电路元件,开关应处于断开状态;闭合开关前滑动变阻器滑片要置于最大阻值处,由于滑动变阻器下接线柱接A,因此滑片P放在B端时接入电路的电阻最大。闭合开关后电流表无示数说明电路断路,电压表示数接近电源电压,且电流表、各接线处均完好,说明电压表两端可连通电源两极,因此电路故障为定值电阻R断路。
(3) 电流表选用0~0.6A量程,该量程分度值为0.02A,指针对应示数为0.3A;根据欧姆定律计算定值电阻阻值:$R=\frac{U}{I}=\frac{2.4\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=8\ \Omega$。仅通过一次测量得到的电阻结果存在较大误差,应当移动滑动变阻器的滑片,多次测量不同电压下的电阻值,取平均值来减小实验误差。
【答案】
(1) DN (2) 断开 B 定值电阻R断路 (3) 0.3 8 改变滑片位置进行多次测量,取平均值减小误差
【知识点】
伏安法测电阻,电路故障分析,欧姆定律应用
【点评】
本题围绕伏安法测定值电阻的基础实验展开,覆盖了电路连接规范、实验操作要求、故障排查、电表读数、数据处理多个核心考点,贴合日常实验操作场景,能够有效考察学生对基础电学实验的掌握程度,也提醒学生测定值电阻时多次测量取平均值是减小误差的必要操作,不能仅凭单次测量得到最终结果。
【难度系数】
0.7
这是一道伏安法测定值电阻的常规实验题,我们可以按小问逐步梳理思路:
1. 第一问:首先明确滑动变阻器的接线规则是“一上一下”,且需要和定值电阻串联。如果选DM接线,导线会直接短路定值电阻R,不符合实验要求,因此只能选DN,才能让滑动变阻器和R串联,电路完整。
2. 第二问:连接电路的基础安全操作要求开关必须断开,避免接线错误短路烧坏元件;闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处,当前滑动变阻器下接线柱接的是A,滑片移到B端时接入的电阻丝最长,阻值最大,因此滑片要放在B端。故障判断时,电流表无示数说明电路是断路状态,电压表接近电源电压,且电流表和所有接线都完好,说明电压表两端可以连通电源正负极,因此故障就是和电压表并联的定值电阻R断路。
3. 第三问:电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.3A位置,读出电流后用欧姆定律R=U/I就能算出电阻值。单次测量得到的结果误差较大,测定值电阻需要多次测量取平均值来减小误差,不能只测一组数据就作为最终结果。
【解析】
(1) 实验中滑动变阻器需要和定值电阻串联,按照“一上一下”的规则接线,若连接DM会直接短路定值电阻R,电路不符合实验要求,因此选择连接DN,即可让电路连接完整。
(2) 连接电路时,为保护电路元件,开关应处于断开状态;闭合开关前滑动变阻器滑片要置于最大阻值处,由于滑动变阻器下接线柱接A,因此滑片P放在B端时接入电路的电阻最大。闭合开关后电流表无示数说明电路断路,电压表示数接近电源电压,且电流表、各接线处均完好,说明电压表两端可连通电源两极,因此电路故障为定值电阻R断路。
(3) 电流表选用0~0.6A量程,该量程分度值为0.02A,指针对应示数为0.3A;根据欧姆定律计算定值电阻阻值:$R=\frac{U}{I}=\frac{2.4\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=8\ \Omega$。仅通过一次测量得到的电阻结果存在较大误差,应当移动滑动变阻器的滑片,多次测量不同电压下的电阻值,取平均值来减小实验误差。
【答案】
(1) DN (2) 断开 B 定值电阻R断路 (3) 0.3 8 改变滑片位置进行多次测量,取平均值减小误差
【知识点】
伏安法测电阻,电路故障分析,欧姆定律应用
【点评】
本题围绕伏安法测定值电阻的基础实验展开,覆盖了电路连接规范、实验操作要求、故障排查、电表读数、数据处理多个核心考点,贴合日常实验操作场景,能够有效考察学生对基础电学实验的掌握程度,也提醒学生测定值电阻时多次测量取平均值是减小误差的必要操作,不能仅凭单次测量得到最终结果。
【难度系数】
0.7
4.(2025·苏州昆山模拟)在用“伏安法”测电阻的实验中,某同学选用了如图所示的实验器材,其中待测电阻$R$的阻值约为$10\ \Omega$,滑动变阻器的最大阻值为$20\ \Omega$,电源由3节新干电池串联而成。

(1)该同学已将图中的部分器材连接好了,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,以便继续进行实验。
(2)连接好电路后,如果闭合开关发现电压表示数约为$1.5\ \mathrm{V}$,且无论怎样移动滑片,电流表、电压表的示数都不变,则在连接电路时出现的错误可能是
A. 电阻短路
B. 滑动变阻器连接$\mathrm{CD}$
C. 电阻断路
D. 滑动变阻器连接$\mathrm{AB}$
(3)纠正错误后,移动滑片,将所测得的4组数据记录在下表中,四组数据中有一组数据明显错误,错误的数据是第

(1)该同学已将图中的部分器材连接好了,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,以便继续进行实验。
(2)连接好电路后,如果闭合开关发现电压表示数约为$1.5\ \mathrm{V}$,且无论怎样移动滑片,电流表、电压表的示数都不变,则在连接电路时出现的错误可能是
D
。如果开关闭合后出现电压表示数为零,且无论怎样移动滑片,电压表的示数都不变,则出现故障的原因为A
。(均填字母)A. 电阻短路
B. 滑动变阻器连接$\mathrm{CD}$
C. 电阻断路
D. 滑动变阻器连接$\mathrm{AB}$
(3)纠正错误后,移动滑片,将所测得的4组数据记录在下表中,四组数据中有一组数据明显错误,错误的数据是第
四
组,错误的原因可能为电流表使用小量程,却按大量程读数
,修正错误数据后所测得的待测电阻$R$的值为10
$\Omega$。答案
4. (1)
提示:(1)电源电压为4.5 V,$R_1$约为10 Ω,$I_大=\frac{U}{R_1}=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.45\ \mathrm{A}$,电流表应选用小量程。(2)闭合开关后,电压表示数小于电源电压,且无论怎样移动滑片,两表示数都不变,说明滑动变阻器变成了定值电阻。闭合开关后电压表示数始终为零,说明电压表所测的电阻短路。(3)前三组数据的电压与电流的比值是同一个定值,第四组中将1.3 A除以5刚好得到0.26 A,即正确的电流,原因是选用小量程,却按照大量程读数,$R=\frac{U}{I}=\frac{1.2\ \mathrm{V}}{0.12\ \mathrm{A}}=\frac{1.8\ \mathrm{V}}{0.18\ \mathrm{A}}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=\frac{2.6\ \mathrm{V}}{0.26\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,则待测电阻R的阻值为10 Ω。
解析
【分析】
我们可以分三步梳理这道题的解题思路:
1. 电路连接部分:先算出3节新干电池总电压为4.5V,结合待测电阻约10Ω,用欧姆定律算出电路最大电流约为0.45A,因此电流表选0~0.6A小量程串联接入电路,电压表并联在待测电阻两端即可完成连线。
2. 故障判断部分:第一个现象是电压表示数约1.5V,移动滑片两表都不变,说明滑动变阻器接入了全部20Ω的最大阻值,此时总电阻30Ω,电流0.15A,待测电阻分压刚好1.5V,对应滑动变阻器接了两个下接线柱;第二个现象是电压表示数始终为0,说明和电压表并联的待测电阻被短路,电压表也被短路无示数。
3. 数据排查部分:先计算前三组数据的U/I比值,都等于10Ω,第四组数据算出的阻值明显偏离,结合电流表大小量程读数是5倍的关系,可判断是接了小量程却按大量程读数,修正后得到待测电阻阻值。
【解析】
(1)电源总电压U=3×1.5V=4.5V,待测电阻R≈10Ω,电路最大电流$I_{max}=\frac{U}{R}=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.45\ \mathrm{A}$,因此电流表选择0~0.6A量程串联接入电路,电压表选择0~15V量程并联在待测电阻两端,完成电路连接。
(2)①闭合开关后电压表示数约1.5V,移动滑片两电表示数均不变,说明滑动变阻器全部阻值接入电路,相当于定值电阻,即滑动变阻器连接了下方两个接线柱AB,选D;
②闭合开关后电压表示数始终为0,移动滑片示数不变,说明电压表所测的待测电阻短路,电压表被短路无示数,选A。
(3)计算四组数据的U/I比值:前三组分别为$\frac{1.2\ \mathrm{V}}{0.12\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$、$\frac{1.8\ \mathrm{V}}{0.18\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$、$\frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,第四组$\frac{2.6\ \mathrm{V}}{1.3\ \mathrm{A}}=2\ \Omega$明显偏离正常值,因此错误的是第4组;电流表0~3A量程读数是0~0.6A量程的5倍,1.3A÷5=0.26A,修正后$\frac{2.6\ \mathrm{V}}{0.26\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,错误原因是电流表使用小量程却按大量程读数,修正后待测电阻R的阻值为10Ω。
【答案】
(1)
(2) D A (3) 四 电流表使用小量程,却按大量程读数 10
【知识点】
伏安法测电阻,电路故障分析,欧姆定律应用
【点评】
本题是伏安法测电阻的经典综合题,覆盖了实验连线、故障排查、异常数据修正三个核心考点,易错点是电流表大小量程读数偏差的判断,需要学生结合欧姆定律的规律排查反常数据,巩固实验操作的细节要点。
【难度系数】
0.6
我们可以分三步梳理这道题的解题思路:
1. 电路连接部分:先算出3节新干电池总电压为4.5V,结合待测电阻约10Ω,用欧姆定律算出电路最大电流约为0.45A,因此电流表选0~0.6A小量程串联接入电路,电压表并联在待测电阻两端即可完成连线。
2. 故障判断部分:第一个现象是电压表示数约1.5V,移动滑片两表都不变,说明滑动变阻器接入了全部20Ω的最大阻值,此时总电阻30Ω,电流0.15A,待测电阻分压刚好1.5V,对应滑动变阻器接了两个下接线柱;第二个现象是电压表示数始终为0,说明和电压表并联的待测电阻被短路,电压表也被短路无示数。
3. 数据排查部分:先计算前三组数据的U/I比值,都等于10Ω,第四组数据算出的阻值明显偏离,结合电流表大小量程读数是5倍的关系,可判断是接了小量程却按大量程读数,修正后得到待测电阻阻值。
【解析】
(1)电源总电压U=3×1.5V=4.5V,待测电阻R≈10Ω,电路最大电流$I_{max}=\frac{U}{R}=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.45\ \mathrm{A}$,因此电流表选择0~0.6A量程串联接入电路,电压表选择0~15V量程并联在待测电阻两端,完成电路连接。
(2)①闭合开关后电压表示数约1.5V,移动滑片两电表示数均不变,说明滑动变阻器全部阻值接入电路,相当于定值电阻,即滑动变阻器连接了下方两个接线柱AB,选D;
②闭合开关后电压表示数始终为0,移动滑片示数不变,说明电压表所测的待测电阻短路,电压表被短路无示数,选A。
(3)计算四组数据的U/I比值:前三组分别为$\frac{1.2\ \mathrm{V}}{0.12\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$、$\frac{1.8\ \mathrm{V}}{0.18\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$、$\frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,第四组$\frac{2.6\ \mathrm{V}}{1.3\ \mathrm{A}}=2\ \Omega$明显偏离正常值,因此错误的是第4组;电流表0~3A量程读数是0~0.6A量程的5倍,1.3A÷5=0.26A,修正后$\frac{2.6\ \mathrm{V}}{0.26\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,错误原因是电流表使用小量程却按大量程读数,修正后待测电阻R的阻值为10Ω。
【答案】
(1)
【知识点】
伏安法测电阻,电路故障分析,欧姆定律应用
【点评】
本题是伏安法测电阻的经典综合题,覆盖了实验连线、故障排查、异常数据修正三个核心考点,易错点是电流表大小量程读数偏差的判断,需要学生结合欧姆定律的规律排查反常数据,巩固实验操作的细节要点。
【难度系数】
0.6
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