Question

【題目】學習電學時我們會做許多相關實驗。

實驗一：在圖所示的電路中，閉合開關S，燈L不亮，電壓表V有示數。已知除燈L和電阻R外，電路中各處均接觸良好，其余元件均完好。

（1）請判斷該電路中存在的故障可能是_____或_____；

（2）為進一步確定故障，小華同學將圖中的電壓表正確并聯在燈L兩端，請判斷他能否查找出電路的故障，并說明理由。_____。

（3）若小明同學將一個電流表正確串聯在電路中，閉合開關S，觀察電流表的示數情況。若電流表有示數，說明故障是_____，若電流表無示數，說明故障是_____。

實驗二：小明同學利用電壓表和電流表測定待測電阻Rx的阻值，他按下面正確的步驟進行實驗：

（設計實驗）小明根據伏安法測電阻的原理設計了正確的電路圖。

（實驗器材）

電源（電壓保持不變）、滑動變阻器（銘牌上標有“20Ω2A”字樣）、電流表、電壓表、待測電阻Rx、開關、導線若干。

（1）如圖是他實驗時的電路，但連接不完整，請你幫他完成電路的連接（要求滑片向右移，電壓表示數變大）。

（______）

（2）在連接實物電路時，閉合開關前應把滑動變阻器的滑片位置調到_____（填寫“C”或“D”）端。

（3）閉合開關S，觀察到電壓表和電流表示數分別為1.7V和0.14A．繼續實驗又測得兩組數據，記錄表格中。則該同學所用電源電壓為_____V。

（4）實驗中測出電阻Rx的阻值為_____Ω．（結果保留一位小數）

實驗次數	電壓/V	電流/A	電阻/Ω
1	1.7	0.14	12.1
2	2.2	0.18	12.2
3	2.5	0.20	12.5

（5）該同學設想進行第4次實驗：調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為1.5V，事實上實驗沒有做成功，其主要原因是_____。

Answer 1

【答案】L短路 R斷路 不能，因為R斷路或L短路時電壓表均無示數 L短路 R斷路 C 4.5 12.3 滑動變阻器的最大阻值偏小

【解析】

實驗一：（1）在串聯電路中燈不亮、電壓表有示數的故障所在：①燈L被短路，電路中只有電阻R，電壓表測量R兩端的電壓，有示數；②所測用電器開路，電壓表通過燈L、閉合的開關、導線接在電源的正負極上，電壓表有示數；（2）當把電壓表接在燈L兩端：燈L被短路，分壓為0，電壓表的示數為0；電阻R開路，電壓表接不到電源上，示數為0．所以不能判斷故障所在；（3）電路中接入電流表，電流表若有示數，說明電阻R沒有處于開路，據此分析；電流表若沒有示數，說明電路處于開路狀態，據此分析；

實驗二：（1）根據表中電流大小確定電流表選用小量程與電阻串聯，根據要求滑片向右移，電壓表示數變大確定變阻器的連接；（2）在連接實物電路時，為保護電路，閉合開關前應把滑動變阻器的滑片位置調到阻值最大處；（3）閉合開關S前，變阻器的最大電阻連入電路中，根據歐姆定律和串聯電路的規律求出電源電壓：（4）為減小誤差，將三次測量的平均值作為測量結果；（5）根據串聯電路電壓的規律求出變阻器分得的電壓，根據分壓原理，求出當接入12.3Ω電阻時變阻器連入電路中的電阻。

實驗一：（1）燈與電阻R串聯，電壓表與電阻R并聯，電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極連接的部分電路沒有斷路，即燈泡L沒有斷路；燈泡不亮，可能是燈泡L短路，也可能是R斷路，導致電壓表串聯在電路中，此時電路中電流幾乎為0；由此可得：電路故障可能是燈泡L短路或電阻R斷路；（2）將圖中的電壓表正確并聯在燈L兩端時，燈L短路或電阻R斷路都會使燈不亮、電壓表的示數為0，所以不能查找出電路的故障；

（3）電路中接入電流表，若電流表有示數，說明電阻R沒有斷路，則是燈L被短路；若電流表沒有示數，說明電路處于斷路狀態，即是電阻R斷路；

實驗二：（1）根據表格中電流大小可知，電流表應選用小量程與電阻串聯；要求滑片向右移，電壓表示數變大，則電流變大，故變阻器接入電路的電阻變小，則滑片P以右的電阻絲連入電路中，如下圖所示：

（2）在連接實物電路時，閉合開關前應把滑動變阻器的滑片位置調到阻值最大處的C端。

（3）閉合開關S前，變阻器的最大電阻20Ω連入電路中；閉合開關S，觀察到電壓表和電流表示數分別為1.7V和0.14A；根據歐姆定律和串聯電路的規律可得，電源電壓：

U＝UV+IR滑大＝1.7V+0.14A×20Ω＝4.5V；（4）為減小誤差，將三次測量的平均值作為測量結果，實驗中電阻Rx的阻值為： Rx＝＝12.3Ω；（5）若電阻兩端的電壓為UV＝1.5V，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣1.5V＝3V，變阻器分得的電壓為電壓表示數的2倍，根據串聯分壓原理，當接入12.3Ω的電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：R滑＝2×12.3Ω＝24.6Ω，而變阻器的最大電阻為20Ω，所以，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為1.5V，事實上實驗沒有做成功，其主要原因是滑動變阻器的最大阻值偏小。