Question

19．小明用圖甲所示的電路測(cè)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(qǐng)你按照電路圖，用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，完成圖乙中實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（2）閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，則電路中可能出現(xiàn)的故障是D
A．滑動(dòng)變阻器開(kāi)路     B．電壓表短路    C．電阻R短路           D．電阻R開(kāi)路
（3）小明將電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使小燈泡剛好正常發(fā)光（即電壓表的示數(shù)為2.5V），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）；
（4）當(dāng)電壓值改變的時(shí)候，小燈泡的阻值是變化（選填“變化”或“不變”）的；其原因是燈絲的電阻受溫度的影響；
（5）小明又想測(cè)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(qǐng)幫他把缺少的步驟補(bǔ)全，并寫(xiě)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_(kāi)S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁
C．?dāng)嚅_(kāi)S₁、閉合S₂，記錄電流表的示數(shù)為I₂
表達(dá)式：R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$（用已知和測(cè)量的物理量的符號(hào)表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電表量程，把電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）電壓表有示數(shù)說(shuō)明電壓表兩接線(xiàn)柱與電源之間是通路，電流表無(wú)示數(shù)說(shuō)明電路斷路，即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚?br />（3）由圖丙所示電流表確定其分度值，讀出電流表示數(shù)，然后由R=$\frac{U}{I}$求出燈泡電阻．
（4）燈絲的電阻與溫度有關(guān)，由此分析．
（5）使定值電阻與待測(cè)電阻并聯(lián)，根據(jù)電流表和定值電阻的示數(shù)計(jì)算出電壓，然后根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出其電阻．

解答 解：
（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表選0～3V量程，把滑動(dòng)變阻器一上一下串連接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖：
．
（2）電流表無(wú)示數(shù)電路可能出現(xiàn)斷路，電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源連通，所以電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦�，選項(xiàng)D符合．
（3）由圖丙所示電流表使用0-0.6A量程，分度值為0.02A，燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)0.3A，燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
（4）當(dāng)電壓值改變的時(shí)候，小燈泡的阻值變化，判斷的依據(jù)是燈絲的電阻受溫度的影響．
（5）利用已知電阻和并聯(lián)電路的特點(diǎn)設(shè)計(jì)步驟：
A．按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路；
B．?dāng)嚅_(kāi)S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁；
C．?dāng)嚅_(kāi)S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂；
則電源電壓U=I₁R₀，
根據(jù)歐姆定律得：R_x=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）D；（3）0.3；8.3；（4）變化；燈絲的電阻受溫度的影響；（5）斷開(kāi)S₁、閉合S₂，記錄電流表的示數(shù)為I₂；$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)，考查實(shí)物電路的連接，同時(shí)考查了電流表的讀數(shù)及燈絲電阻與溫度的關(guān)系．特殊方法測(cè)電阻中關(guān)鍵是利用電路特點(diǎn)和電表與已知阻值的定值電阻的組合間接測(cè)電壓或電流．