Question

19．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驗電路．

（1）請你按照電路圖，用筆畫線代替導線，完成圖乙中實驗電路的連接．
（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則電路中可能出現(xiàn)的故障是D
A．滑動變阻器開路     B．電壓表短路    C．電阻R短路           D．電阻R開路
（3）小明將電路連接正確后，閉合開關，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)點后保留一位）；
（4）當電壓值改變的時候，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）小明又想測某未知電阻R_x的阻值，設計了如圖丁所示電路（R₀為已知阻值的定值電阻），并設計了如下實驗步驟，請幫他把缺少的步驟補全，并寫出R_x的表達式．
實驗步驟：
A．按照設計的電路圖連接電路
B．斷開S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁
C．斷開S₁、閉合S₂，記錄電流表的示數(shù)為I₂
表達式：R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$（用已知和測量的物理量的符號表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電表量程，把電流表、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）電壓表有示數(shù)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表無示數(shù)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)的部分斷路．
（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，由此分析．
（5）使定值電阻與待測電阻并聯(lián)，根據(jù)電流表和定值電阻的示數(shù)計算出電壓，然后根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計算出其電阻．

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）電流表無示數(shù)電路可能出現(xiàn)斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，所以電壓表并聯(lián)部分斷路，選項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，電流表示數(shù)0.3A，燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
（4）當電壓值改變的時候，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)電路的特點設計步驟：
A．按照設計的電路圖連接電路；
B．斷開S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁；
C．斷開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S₁、閉合S₂，記錄電流表的示數(shù)為I₂；$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$．

點評 此題是測量小燈泡電阻的實驗，考查實物電路的連接，同時考查了電流表的讀數(shù)及燈絲電阻與溫度的關系．特殊方法測電阻中關鍵是利用電路特點和電表與已知阻值的定值電阻的組合間接測電壓或電流．