Question

3．小菲同學(xué)要測(cè)量額定電壓為2.5V、小燈泡的功率：

（1）連接的不完整實(shí)物電路如圖（甲）所示．請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．
（2）檢查電路連接無(wú)誤，閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表指針幾乎不動(dòng)，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(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.75W．觀察圖丙所示的I-U圖象不是直線的原因是燈絲的電阻受溫度影響．
（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_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（用已知和測(cè)量的物理量的符號(hào)表示）

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路，根據(jù)小燈泡的額電功率選擇電壓表的量程；
（2）根據(jù)電流表、燈泡的現(xiàn)象判斷出電路斷路，根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）讀出電壓表示數(shù)為2.2V，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減��；
（4）從圖象中確定額定電壓及對(duì)應(yīng)的電流值，根據(jù)公式P=UI計(jì)算出額定功率；
（5）在沒(méi)有電壓表時(shí)，使定值電阻與待測(cè)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(jì)算出被測(cè)電阻的阻值．

解答 解：（1）電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路，因?yàn)闊襞莸念~電功率為2.5V，所以選擇0-3V量程，如圖所示：

（2）閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡短路、或燈泡斷路、或燈泡之外電路存在斷路；電流表指針不動(dòng)，說(shuō)明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡斷路；
（3）電壓表使用0～3V量程，每一個(gè)大格代表1V，每一個(gè)小格代表0.1V，電壓為2.2V．
要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小，滑片向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）由圖象知，當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A，所以P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以I-U圖象不是直線；
（5）實(shí)驗(yàn)步驟：
A、按電路圖連接電路．
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（或S₁和S₂都閉合記錄電流表示數(shù)為I₂）；
表達(dá)式：R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀．
故答案為：
（1）見(jiàn)上圖；           
（2）燈泡斷路； 
（3）B；2.5；
（4）0.75；燈絲的電阻受溫度影響；
（5）斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂；$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物圖的連接，電壓表的讀數(shù)，故障問(wèn)題，功率計(jì)算，從圖象獲取信息的能力，最近兩年從圖象中獲取信息頻頻出現(xiàn)，一定要掌握這種能力．