Question

小紅用一只標(biāo)有2.5V字樣的小燈泡練習(xí)測(cè)定小燈泡的電功率．
（1）小紅完成的電路連接如圖所示，閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻的滑片P應(yīng)置于

 

（選填“左”或“右”）端；
（2）小紅閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變．經(jīng)檢查電路連接無(wú)誤，且導(dǎo)線無(wú)接觸不良之處，產(chǎn)生這種故障原因是

 

．
（3）排除故障后，為測(cè)定小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使得電壓表示數(shù)為

 

V．
（4）小紅還想利用上述實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一段電爐絲的電阻R_x，可是連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表已燒壞，原電路不能使用．請(qǐng)你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值已知為R₀的滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干），幫助設(shè)計(jì)一個(gè)不用改變電壓表位置就能測(cè)出這段電爐絲電阻的電路．把你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖畫在虛線框內(nèi)（電爐絲的符號(hào)用電阻的符號(hào)表示）．
（5）你的主要實(shí)驗(yàn)過(guò)程及測(cè)量的物理量是

 

；計(jì)算電爐絲電阻的表達(dá)式是：R_x=

 

．

Answer 1

分析：（1）從實(shí)物圖可知，滑阻接了右端下面接線柱，滑阻的滑片要移動(dòng)到下面接線柱的另一側(cè)，阻值為最大，也就是左端．
（2）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變說(shuō)明和電壓表并聯(lián)的燈泡斷路．
（3）為測(cè)定小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使得電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓也就是2.5V．
（4）可用滑阻和待測(cè)電阻串聯(lián)，用電壓表和待測(cè)電阻并聯(lián)．
（5）可用電壓表和待測(cè)電阻并聯(lián)，讓滑阻調(diào)到最小、最大兩個(gè)位置，讀出電壓表讀數(shù)U₁、U₂，U₂就是待測(cè)電阻RX的電壓，

U1-U2

R0

就是待測(cè)電阻的電流，然后用電壓除以電流就可計(jì)算待測(cè)電阻的阻值．

解答：解：（1）滑阻的滑片要移動(dòng)到下面接線柱的另一側(cè)，阻值為最大，也就是左端；
（2）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變說(shuō)明和電壓表并聯(lián)的燈泡處斷路（或燈絲斷了）；（3）應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使得電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓也就是2.5V；
（4）如圖所示：把滑阻和待測(cè)電阻串聯(lián)，讓電壓表和待測(cè)電阻并聯(lián)．

（5）具體實(shí)驗(yàn)步驟為：①閉合電路，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數(shù)U₁也就是電源電壓；
②再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數(shù)U₂，則此時(shí)電路電流為

U1-U2

R0

；
③待測(cè)電阻R_X=

U2

U1- U2 R0

=

U2R0

U1-U2

．
故答案為：（1）左；（2）燈泡斷路；（3）2.5；（4）見上圖；
（5）實(shí)驗(yàn)步驟為：①閉合電路，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數(shù)U₁也就是電源電壓；
②再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數(shù)U₂，則此時(shí)電路電流為

U1-U2

R0

；
電阻表達(dá)式為R_X=

U2R0

U1-U2

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查利用電壓表和滑動(dòng)變阻器來(lái)測(cè)量未知電阻的阻值，要讓滑阻和待測(cè)電阻串聯(lián)，利用滑阻的最大最小值和電壓表的兩次讀數(shù)來(lái)求未知電阻的阻值．