Question

5．如圖所示是小偉組測量標(biāo)有“2.5V”的小燈泡電阻的實物連線圖．（已知滑動變阻器最大阻值為R₀）

（1）請用鉛筆畫線代替導(dǎo)線將電路補充完整．
（2）小偉檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，立即舉手要求老師更換燈泡，這種做法不妥當(dāng)（選填“妥當(dāng)”或“不妥當(dāng)”）．經(jīng)同組成員提示還發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)、電流表有示數(shù)，則燈泡不亮的原因可能是燈泡短路． 問題解決后，小偉調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡正常工作，電流表示數(shù)如圖所示，則小燈泡此時的電阻約為10.42Ω．
（3）完成實驗后，小偉想用原電路測某一定值電阻R_x的阻值，他用該電阻替換燈泡后，發(fā)現(xiàn)電壓表損壞了，便將其拆除．請你在不改變其他元件連接的方式下，幫他完成實驗步驟：
A．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；
B．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=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．（用I₁、I₂、R₀表示）

Answer 1

分析 （1）燈泡、滑動變阻器、電流表串連接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)；
（2）在閉合開關(guān)前要把滑動變阻器的阻值調(diào)到最大，燈泡不亮首先要檢查是不是滑動變阻器的阻值調(diào)的太大，導(dǎo)致電流過小，從而燈泡不亮；
電路故障有兩種：斷路或短路．電流表的指針明顯偏轉(zhuǎn)，說明電路為通路，電壓表指針不動，說明電壓表被測電路短路或電壓表接線柱相連的導(dǎo)線接觸不良；
讀取電流表示數(shù)時，首先要明確電流表選擇的量程和對應(yīng)的分度值，讀數(shù)時視線與指針?biāo)�在刻線相垂直；然后根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出燈絲的阻值．
（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）電壓表與的燈泡并聯(lián)，正進負(fù)出，電路連接如下圖所示：

（2）電路連接正確，燈泡不亮，首先應(yīng)移動滑片看燈泡是否發(fā)光，看是不是因為阻值太大導(dǎo)致燈泡不亮，因此閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，立即舉手要求老師更換燈泡．這種做法不妥當(dāng)；
當(dāng)閉合開關(guān)后，燈不亮，電壓表無示數(shù)，可能是燈泡以外的部分電路出現(xiàn)斷路或與電壓表并聯(lián)的用電器發(fā)生短路或電壓表本身短路，而電流表有示數(shù)，說明電路為通路，說明燈泡以外的部分電路不會出現(xiàn)斷路，故小燈泡處短路；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，則燈泡正常發(fā)光時，通過燈泡的電流：I=0.24A，故燈泡正常發(fā)光時，燈絲的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.42Ω；
（3）實驗步驟：A、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；
B、將滑動變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I₂．
因為電源的電壓不變，所以U=I₁R_x=I₂（R_x+R₀），解得：R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
故答案為：（1）實物電路圖如圖所示；（2）不妥當(dāng)；燈泡短路；10.42；（3）B、將滑動變阻器連入電路的阻值最大；R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

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．