2. 在用伏安法测电阻的实验中备有以下规格的器材:电流表一只(量程0~0.6 A,0~3 A),电压表一只(量程0~3 V,0~15 V),干电池两节,滑动变阻器一个(0~20 Ω),开关和导线若干。
(1)小明按图甲连好电路,闭合开关,发现电流表指针不发生偏转,电压表指针发生偏转。下列判断中正确的是 (
A
)
A. 电阻$R_x$断路
B. 电源接触不良
C. 电阻$R_x$短路
D. 滑动变阻器$R$断路
(2)估计待测电阻$R_x$的阻值为10 Ω,为保证测量相对精确,电流表应选用
0~0.6 A
量程,电压表应选用
0~3 V
量程。
(3)实验时,两电表的示数如图乙所示,则通过$R_x$的电流为
0.2 A
,$R_x$两端的电压为
2 V
,测出$R_x$的阻值为
10 Ω
。
(4)小明为测出电阻的阻值感到高兴,准备整理器材结束实验,但小红认为他的实验没有结束,建议他们
改变待测电阻两端电压和通过的电流值,再测量几次(或移动滑片,再测量几次等意思相近即可)
。你认为小红提出这个建议的目的是
多次测量取平均值,减小实验误差
。

(第2题图)
解析:
【分析】
本题围绕伏安法测电阻展开,需分步骤分析各小问:
(1)根据电流表、电压表的偏转情况判断电路故障:电流表不偏转说明电路断路,电压表偏转说明电压表两端与电源连通,据此确定故障;
(2)根据电源电压和待测电阻阻值,计算最大电流,结合电表量程选择原则确定电流表、电压表量程;
(3)读取电表量程和分度值,得出电流、电压值,再利用欧姆定律计算待测电阻阻值;
(4)伏安法测电阻时,单次测量误差大,需多次测量减小误差,据此分析实验改进建议。
【解析】
(1)电流表指针不偏转,说明电路为断路故障;电压表指针偏转,说明电压表的两个接线柱与电源两极连通,因此故障为电阻$R_x$断路,故选A。
(2)干电池两节,总电压$U=3V$,待测电阻$R_x=10Ω$,电路最大电流$I=\frac{U}{R_x}=\frac{3V}{10Ω}=0.3A$,$0.3A<0.6A$,故电流表选$0∼0.6A$量程;电源电压为3V,故电压表选$0∼3V$量程。
(3)电流表选用$0∼0.6A$量程,分度值为$0.02A$,示数为$0.2A$;电压表选用$0∼3V$量程,分度值为$0.1V$,示数为$2V$;根据欧姆定律,$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.2A}=10Ω$。
(4)仅一次测量的结果误差较大,因此建议移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压和通过的电流,多次测量;目的是多次测量取平均值,减小实验误差。
【答案】
(1)A;(2)$0∼0.6A$;$0∼3V$;(3)$0.2A$;$2V$;$10Ω$;(4)移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端电压和通过的电流值,再测量几次;多次测量取平均值,减小实验误差
【知识点】
伏安法测电阻;电路故障分析;欧姆定律
【点评】
本题是伏安法测电阻的基础题型,综合考查了电路故障判断、电表量程选择、欧姆定律应用及实验误差分析,知识点覆盖全面,难度适中,适合巩固基础。
【难度系数】
0.7