Question

2．在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)物圖連接完整．
（2）檢查電路連接無誤，閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片P到某點(diǎn)時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為1.8V．
（4）移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖丙所示I-U圖象．根據(jù)圖象信息，小燈泡的額定電流為0.2A，小燈泡的額定功率為0.5W．
（5）依據(jù)圖丙所示的I-U圖象信息，還可以計算出此小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻值為12.5Ω．當(dāng)電壓值改變的時候，小燈泡的阻值變化（選填“變化”或“不變”）；
（6）小明又想測某未知電阻Rx的阻值，設(shè)計了如圖所示電路（R0為已知阻值的定值電阻），并設(shè)計了如下實(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=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．（用已知和測量的物理量的符號表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電流確定電流表量程，把電流表串聯(lián)接入電路即可完成電路連接．
（2）電路故障有兩種：斷路與短路，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）由圖乙所示電壓表確定電壓表量程與分度值，讀出電壓表示數(shù)．
（4）燈泡額定電壓對應(yīng)的電流是額定電流，由圖丙I-U圖象找出額定電壓對應(yīng)的額定電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．
（5）已知燈泡正常發(fā)光時的電壓與電流，由歐姆定律可以求出燈泡電阻．
（6）在沒有電壓表時，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)公式R=$\frac{U}{I}$計算出被測電阻的阻值．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
電流表選0～0.6A量程，電流表串聯(lián)接入電路，電路圖如圖所示：
．
（2）如果燈泡斷路，燈泡不亮，電路斷路，電路電流為零，電流表指針不動，電壓表有示數(shù)．
（3）由圖乙可知，電壓表量程是0～3V，分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是1.8V．
（4）由圖丙的I-U圖象可知，燈泡額定電壓2.5V對應(yīng)的電流為0.2A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（5）∵I=$\frac{U}{R}$，∴燈泡正常發(fā)光時，燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
由圖象知，電壓變化時，燈絲的電阻變化；
（6）實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）按電路圖連接電路．
（2）斷開S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁；
（3）斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂（或S₁和S₂都閉合記錄電流表示數(shù)為I₂）；
（4）表達(dá)式：R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）燈泡斷路；（3）1.8；（4）0.2；0.5；（5）12.5；（6）斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂；$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．

點(diǎn)評 本題考查了連接電路圖、電路故障分析、電壓表讀數(shù)、求燈泡額定電流與額定功率、燈泡正常發(fā)光電阻等問題，連接電路圖時，注意量程的選擇，對電壓表讀數(shù)時，注意確定電壓表的量程與分度值．