Question

如圖所示，將“測量小燈泡的電功率”實驗裝置改為“測量定值電阻的電功率”，實驗室提供下列器材：電流表、電壓表、滑動變阻器（阻值0～20Ω）、阻值為6Ω的待測電阻R（電阻不隨溫度的變化而變化），電源E（電壓4.5V并保持不變）、開關(guān)S及導(dǎo)線若干．
（1）小明按電路圖甲連接好電路后進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)時電壓表無示數(shù)，經(jīng)查明只有一處故障，為查出電路故障，小明進(jìn)一步觀察并檢查電路．當(dāng)檢查到電源、開關(guān)、電壓表、電流表、導(dǎo)線及其連接都完好時，小明結(jié)合前面的觀察，就可判斷出電路的故障：
如果小明再觀察到電流表無示數(shù)，則故障是

B

斷路；
如果小明再觀察到電流表有示數(shù)，則故障是

A

短路．（選填“A、定值電阻R”、“B、滑動變阻器”）
（2）排除故障后，小明繼續(xù)進(jìn)行實驗，測得其中一組數(shù)據(jù)電壓表示數(shù)為2.5V，電流表示數(shù)如圖（乙）所示，那么此時定值電阻R的實際功率為

1

W．
（3）在對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和處理時，同組的小強(qiáng)設(shè)計了如下表格，你認(rèn)為這張表格的設(shè)計是

B

（選填A(yù)、正確  B、錯誤）的．（電阻不隨溫度的變化而變化）

次數(shù)	U/V	I/A	P/W	平均值 P/W
1
2
3

（4）實驗結(jié)束后老師提出一個疑問：若實驗中所選電流表的量程為0～0.6A、電壓表的量程為0～3V，實驗要求測量時通過定值電阻R的電流至少為電流表滿刻度的三分之一，則測出的定值電阻R的功率范圍只能是

0.25W～1.44W

．

Answer 1

分析：（1）電路故障有兩種：斷路或短路；電流表沒有示數(shù)，說明電路斷路，電壓表沒有示數(shù)，說明斷路位置在電壓表并聯(lián)電路之外；
電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的電阻短路．
（2）由圖乙所示電流表確定電流表量程與最小分度值，讀出電流示數(shù)，由電功率公式P=UI求出電阻的功率．
（3）在不同電壓下，電阻的功不同，求不同功率的平均值沒有意義，據(jù)此分析表格設(shè)計是否正確．
（4）由（2）中的數(shù)據(jù)求出電阻阻值，然后由電功率公式P=I²R求出電阻的功率范圍．

解答：解：（1）電流表無示數(shù)，電壓表無示數(shù)，電路斷路，斷路位置在滑動變阻器處，故選B；
電流表有示數(shù)，電路不存在斷路，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的電阻短路，故選A；
故答案為：B；A．
（2）由圖乙知，電流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.4A，
電阻實際功率P=UI=2.5V×0.4A=1W；
故答案為：1．
（3）在不同電壓下，電阻的功不同，求不同功率的平均值沒有意義，
表格中求電阻平均功率的做法是錯誤，故選B．
故答案為：B．
（4）由（2）知，電阻阻值R=

U

I

=

2.5V

0.4A

=6.25Ω，
由題意知流過電阻的最小電流I_最小=

1

3

×0.6A=0.2A，
電阻最小功率P_最小=（0.2A）²×6.25Ω=0.25W；
電阻兩端最大電壓等于電壓表量程3V，
此時電路電流I=

U

R

=

3V

6.25Ω

=0.48A＜0.6A，
此時電阻消耗的功率最大P_最大=

U2

R

=

(3V)2

6.25Ω

=1.44W，
因此電阻消耗的功率范圍是0.25W～1.44W．
故答案為：0.25W～1.44W．

點(diǎn)評：本題考查了電路故障分析、電流表讀數(shù)、求電阻功率、分析實驗記錄表格設(shè)計是否合理、求電阻功率的范圍，這是實驗的常考內(nèi)容，一定要掌握．讀出電流表示數(shù)，由歐姆定律求出電阻阻值，根據(jù)題意確定流過電阻的最大與最小電流，是解最后一問的關(guān)鍵．