Question

2．小明用圖甲所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻，圖乙是小明未完成連接的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）請你按照電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖乙中實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（2）小明將電路連接正確后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使小燈泡剛好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，電流表的讀數(shù)是0.3A，小燈泡的阻值是8.3Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留一位）；
（3）當(dāng)電壓值改變的時(shí)候，小燈泡的阻值變化（選填“變化”或“不變”）；
（4）小明又想測某未知電阻R_x的阻值，設(shè)計(jì)了如圖丁所示電路（R₀為已知阻值的定值電阻），并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟，請幫他把缺少的步驟補(bǔ)全，并寫出R_x的表達(dá)式．
實(shí)驗(yàn)步驟：
A．按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路
B．?dāng)嚅_S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁
C．?dāng)嚅_S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂，表達(dá)式：R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$．（用已知和測量的物理量的符號(hào)表示）
（5）小明設(shè)計(jì)完這個(gè)實(shí)驗(yàn)總覺得有點(diǎn)缺憾，你覺得這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足之處沒有多次實(shí)驗(yàn)測量求平均值減小誤差．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖丙電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用歐姆定律求出小燈泡的電阻；
（3）燈泡燈絲的電阻與溫度有關(guān)；
（4）在沒有電壓表時(shí)，使定值電阻與待測電阻并聯(lián)，根據(jù)開關(guān)的狀態(tài)、電流表的示數(shù)以及歐姆定律得出定值電阻兩端電壓，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式計(jì)算出被測電阻的阻值；
（5）測定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)多次測量求平均值減小誤差．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)；
由甲圖可知滑片左移時(shí)接入電路中的電阻變小，則圖乙中滑動(dòng)變阻器的左下方接線柱必須接入電路中，如下圖所示：

（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為2.5V，
圖丙中，電流表測量程0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（3）燈絲的電阻與溫度有關(guān)，當(dāng)電壓改變的時(shí)候，燈絲的阻值變化；
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：
A．按電路圖連接電路．
B．?dāng)嚅_S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁；
C．?dāng)嚅_S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂；
由上知，U=I₁R₀，則R_x=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$；
（5）小明的這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足之處是：沒有多次實(shí)驗(yàn)測量求平均值減小誤差；
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）0.3；8.3；
（3）變化；
（4）斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂；$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$；
（5）沒有多次實(shí)驗(yàn)測量求平均值減小誤差．

點(diǎn)評 本題考查了電壓表和滑動(dòng)變阻器的連接、電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應(yīng)用、燈絲電阻與溫度的關(guān)系、安阻法測電阻等，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)；連接電路時(shí)要注意實(shí)物圖和電路圖的對應(yīng)性以及多次測量在不同實(shí)驗(yàn)中的作用．