Question

小轩用伏安法测量电阻R的阻值：

（1）用笔画线代替导线，把图1中的实物图连成实验电路．要求，滑动变阻器滑片P向左移动时，电流变大．
（2）根据实物电路在虚线框内画出实验电路图．
（3）现已列出三次测量的实验数据及部分计算结果，还差第二次实验时的阻值没有计算，计算出第二次实验时的阻值并将计算结果填入表中．
（4）在图2所示的电流表和电压表的表盘上分别画出第二次实验数据的表针的位置，并画出接线以表明测量时使用的量程．

实验次数	U/V	I/A	R/Ω
1	2.2	0.18	12.2
2	2.5	0.2	______
3	3	0.24	12.5

（5）计算出电阻R的平均值R=______Ω．
（6）计算出电阻R在第二次实验时消耗的实际功率P=______W．
（7）小林发现另一个同学实验时，电路连接正确，电压表的示数为3V，但是反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数总是不表．由此可见，发生故障的原因可能是滑动变阻器______或电阻R______（均选填“短路”或“断路”）．

Answer

（1）连接电路，先弄清电路图各元件的连接方式，滑动变阻器、电压表、电流表的量程连接正确且符合要求．
可采用“电流流向法”，从电源的正极出发，按照电流的流向，先串主电路，两将电压表并在待测电阻的两端，连线不准交叉；根据题中要求“滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表的示数变大”即滑动变阻器的阻值变小，可以连接成“右上左下”．
（2）先分析各元件的连接方式，然后用导线将各元件依次连接起来，电压表测量小灯泡两端的电压，根据实物图完成电路图．电路图要画的方正，元件不要画在拐弯处，元件要分散．
（3）知道第二次待测电阻两端的电压和通过它的电流，可利用欧姆定律的公式变形R=求出第二次的电阻．
（4）已经确定了电流表和电压表的量程，从而可以确定两个表的量程，再在电流表上标出相应的读数和选择的量程．
（5）知道第一次和第三次的电压和电流，可利用公式R=求出第一次和第三次的电阻，已经求出第二次的电阻，求电阻平均值即可．
（6）知道第二次待测电阻两端的电压和通过它的电流，可利用公式P=UI计算出第二次实验时消耗的实际功率．
（7）电源电压为3V，电压表V1测量的是R两端的电压，若两表示数相等，说明电路中有些元件断路或短路．
【解析】
（1）采用“电流流向法”，电流从电源正极出发，依次将开关S、电流表、滑动变阻器、待测电阻串联起来，再将电压表并联在待测电阻的两端；
在连接滑动变阻器时注意向左滑电阻减小，电流表的示数增大，电压表用0～3V量程，电流表用0～0.6A量程．如下图所示：

（2）该电路为串联电路，开关控制整个电路，滑动变阻器控制电路中的电流，用导线将电源、开关、电流表、滑动变阻器和待测电阻顺次连接起来，电压表并联在待测电阻两端．如下图所示：

（3）∵从表格中可知，U2=2.5V，I2=0.2A，
∴R2===12.5Ω．
故答案为：5．
（4）电压表用0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电流压表示数为2.5V，指针应该指在2向右的第五个格；
电流表用0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流表示数为0.2A，指针应该指在0.2的位置上．如下图所示：

（5）从表格中可知，U2=2.2V，I2=0.18A；从表格中可知，U2=3V，I2=0.24A，
∴R1==≈12.2Ω，
R3===12.5Ω，
则电阻R的平均值R===12.4Ω．
故答案为：12.4．
（6）∵U2=2.5V，I2=0.2A，
∴第二次实验时R消耗的实际功率为：P=U2I2=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：0.5．
（7）由图知：反复移动滑动变阻器的滑片P时，电压表V1的示数总是与V的示数相等，说明电压表V1测量的也是电源电压，发生故障的原因可能是滑动变阻器短路或者R断路．
故答案为：短路；断路．