Question

【題目】“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源為兩節(jié)新干電池，電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)燈絲電阻約為10Ω，所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值20Ω．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物電路的連接（要求滑片向B滑動(dòng)時(shí)，接入電路阻值減小，且導(dǎo)線不能交叉）．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某個(gè)小組同學(xué)剛閉合開(kāi)關(guān)就發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度很亮然后馬上熄滅了，老師指出了同學(xué)們操作時(shí)的錯(cuò)誤是 ， 同時(shí)提醒同學(xué)們注意觀察此時(shí)電表的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表（選填“有示數(shù)”，“無(wú)示數(shù)”）．
（3）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，更換了相同規(guī)格的小燈泡后重新按照正確的操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．移動(dòng)滑片，當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定電流為A，小燈泡的額定功率是W，小燈泡正常發(fā)光的電阻是Ω．
（4）小華打算增加一個(gè)阻值為10Ω的定值電阻R0 ， 只利用一只電壓表，通過(guò)圖中操作（開(kāi)關(guān)S接“a”“b”各一次）來(lái)測(cè)量小燈泡的額定功率．圖丙、丁是她設(shè)計(jì)的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正確的是 ． A．兩種方案都能 B．兩種方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能
（5）小華還想探究“在電壓一定的情況下，電流與電阻的關(guān)系”，于是將甲圖中的小燈泡換成四個(gè)阻值分別為10Ω，8Ω，6Ω和4Ω的定值電阻，其余連接均不改變．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將4個(gè)定值電阻依次接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使定值電阻兩端的電壓保持某個(gè)值U0不變，為了能夠順利得到4組I、R數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)，該電壓U0的取位大小應(yīng)滿足：；完成實(shí)驗(yàn)后，小華分析數(shù)據(jù)得到：在電壓一定的情況下，的結(jié)論．
（6）完成實(shí)驗(yàn)后，小華想用原電路測(cè)某一定值電阻Rx的阻值，他用該電阻替換燈泡后，發(fā)現(xiàn)電壓表?yè)p壞了，便將其拆除．若滑動(dòng)變阻器的最大阻值用R0表示，你在不改變其他元件連接的方式下，幫他完成實(shí)驗(yàn)：（幾次實(shí)驗(yàn)后，電池電壓稍有下降） 實(shí)驗(yàn)步驟：A．；
B．；
表達(dá)式：（用所測(cè)物理量符號(hào)表示）．

Answer 1

【答案】
（1）如圖所示：

（2）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；未將滑片P移至最大阻值處；有示數(shù)
（3）0.2；0.5；12.5
（4）D；
（5）1V≤U0≤2.4V；電流與電阻成反比
（6）閉合開(kāi)關(guān)，使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最�。�為零），記下電流表的示數(shù)I1；；將滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I2；Rx= R0
【解析】解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，變阻器按一上一下接入電路中，如下所示： ；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，某個(gè)小組同學(xué)剛閉合開(kāi)關(guān)就發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度很亮然后馬上熄滅了，原來(lái)電路是連通的，后來(lái)燈被燒壞了，錯(cuò)誤是：連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)且未將滑片P移至最大阻值處；此時(shí)電壓表串聯(lián)在電路中，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表與電源連通，有示數(shù)．（3）移動(dòng)滑片，當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，小燈泡的額定電流為0.2A，小燈泡的額定功率是：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，小燈泡正常發(fā)光的電阻：R= =12.5Ω．（4）在丁圖中，S打到b，電壓表測(cè)燈的電壓，移動(dòng)滑片使燈的電壓為UL=2.5V，燈正常發(fā)光，保持滑片的位置不動(dòng)，將S打到a，電壓表測(cè)燈與定值電阻的總電壓ULR0 ， 因電路的連接沒(méi)有改變，各電阻大小和電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻的電壓UR0=ULR0 ， ﹣2.5V，根據(jù)歐姆定律可求通過(guò)定值電阻的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)即燈正常發(fā)光的電路，根據(jù)PL=ULIL可求燈的額定功率；圖丙中，S打到b，電壓表定值電阻的電壓，S打到a，電壓表測(cè)燈與定值電阻的電壓，無(wú)法判斷燈是否正常發(fā)光，故不可行；丙方案不能，丁方案能
故選 D；（5）把四個(gè)電阻串聯(lián)接入電路中，為了保護(hù)電流表，電路中的電流不能超過(guò)0.6A，故電路的最小電阻為：R小= =5Ω，電路中接入4Ω的電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為：R滑小=R小﹣4Ω=1Ω；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，當(dāng)電壓表示數(shù)為U0時(shí)，變阻器分得的電壓U滑=U﹣U0=3V﹣U0 ， 根據(jù)分壓原理： = ，即 ﹣1= ﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，因研究電流與電阻關(guān)系時(shí)，電壓表示數(shù)為定值，①左邊為定值，右邊也為一定值，當(dāng)R滑最小為
1Ω時(shí)，對(duì)應(yīng)的定值電阻為4Ω，代入①得：U0=2.4V；即定值電阻兩端的最大電壓為2.4V；當(dāng)定值電阻為最大10Ω時(shí)，同理，對(duì)應(yīng)的變阻器有最大值R滑大=20Ω，代入①得：U0=1V，即1V≤U0≤2.4V；在電壓一定的情況下，電流與電阻成反比的結(jié)論；（6）實(shí)驗(yàn)步驟：A．閉合開(kāi)關(guān)，使滑動(dòng)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(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I2 ． 因電源的電壓不變，所以，U=I1Rx=I2（Rx+R0）解得：Rx= R0 ．
所以答案是：（1）如上圖所示；（2）閉合開(kāi)關(guān)前，未將滑片P移至最大阻值處；有示數(shù)；（3）0.2； 0.5； 12.5； （4）D；（5）1V≤U0≤2.4V；電流與電阻成反比；（6）A．閉合開(kāi)關(guān)，使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數(shù)I1；B．將滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I2 ． Rx= R0 ．