Question

12．小明想測額定電壓為2.5V，正常工作電流小于0.3A的小燈泡的電阻．

次數(shù)	U/V	I/A	R/Ω
1	1.5	0.17
2	2	0.18
3	2.5	1
4	3	0.23

（1）如圖是小明沒有連接完的實物電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖補充完整．（要求滑動變阻器連入電路的阻值最大）
（2）連接好電路后，小明進行了實驗，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示．請仔細(xì)分析分析實驗數(shù)據(jù)，回答以下問題：
①表中有一個明顯的錯誤數(shù)據(jù)，請指出錯誤數(shù)據(jù)并分析產(chǎn)生的原因1.0讀數(shù)時看錯電流表的量程．
②小燈泡正常發(fā)光時的電阻為12.5Ω．
（3）完成上述實驗后，小明想用原電路測量一段電阻絲R_x的阻值（約10Ω）．他用電阻絲替換了燈泡，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，將其拆除，不改變其他電路元件的連接方式，小明也完成了實驗．請簡述實驗步驟并寫出計算R_x的最后表達式．（已知滑動變阻器的最大阻值為R₀）
實驗步驟：①閉合開關(guān)，使滑動變阻器連入電路的阻值最�。�為零），記下電流表的示數(shù)I₁；
②將滑動變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I₂．．表達式：R_x=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R₀．．

Answer 1

分析 （1）燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V量程，且并聯(lián)在小燈泡兩端；燈泡額定電流小于0.3A，電流表選擇0～0.6A量程；滑動變阻器上面接線柱接好后，接入的下面接線柱離滑片最遠(yuǎn)，連入電路的阻值最大．
（2）電路中最大電流為0.6A，大于0.6A的電流都屬于明顯的錯誤數(shù)據(jù)，知道電壓和電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$，求出電阻．
（3）滑動變阻器的最大阻值已知，滑動變阻器和被測電阻串聯(lián)，讓滑動變阻器全部接入和不接入，來改變電路的電阻，完成電流表的兩次測量，利用兩次電路的電源電壓相等，列出等式，解出R_X．

解答 解：（1）電壓表選擇0～3V量程，并聯(lián)在小燈泡兩端；電流表選擇0～0.6A量程，滑片偏左端，接入右下端的接線柱，連入電路電阻最大；如下圖：

（2）①電流表選擇0～0.6A，電路最大電流為0.6A，所以數(shù)據(jù)1.0錯誤．
根據(jù)第2次和第4次實驗知，電流在0.18A～0.23A之間，應(yīng)該的量程讀錯了，按照0～3A量程讀的．
②指針位置相同時，0～3A量程的讀數(shù)是0～0.6A量程的讀數(shù)的5倍，
所以，燈泡的正常工作電流為0.2A．
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
（3）被測電阻R_X與滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電流表串聯(lián)在電路中，
滑動變阻器的電阻為零時，只有被測電阻R_X接入電路，測得電流為I₁，電源電壓為I₁R_X，
滑動變阻器的電阻最大為R₀時，R₀與R_X串聯(lián)，測得電路電流為I₂，電源電壓為I₂（R₀+R_X），
所以，I₁R_X=I₂（R₀+R_X），
所以，R_X=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R₀．
故答案為：（1）如上圖．
（2）①1.0讀數(shù)時看錯電流表的量程；②12.5；
（3）實驗步驟：①閉合開關(guān)，使滑動變阻器連入電路的阻值最�。�為零），記下電流表的示數(shù)I₁；
②將滑動變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I₂．
表達式：R_X=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R₀．

點評 常規(guī)測電阻是利用伏安法，在電壓表或電流表缺少時，當(dāng)滑動變阻器最大電阻已知時，采用滑動變阻器和被測電阻串聯(lián)．滑動變阻器的阻值最大和最小時，完成兩次測量，根據(jù)U=IR，求出電源電壓，利用兩次過程的電源電壓相等，列出等式，解被測電阻R_X．