Question

15．小亮在做“測量小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣．
（1）小亮分別測出了小燈泡的幾組電壓和電流值，記錄在表格中．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
U/V	2.0	2.5	2.8
I/A	0.22	0.25	0.26
R/

①小燈泡正常工作時的電阻為10Ω．
②分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，三次實(shí)驗(yàn)中小燈泡的電阻相差較大，這是因?yàn)闊艚z電阻隨溫度升高而增大．
（2）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小亮看到滑動變阻器的銘牌模糊不清，于是想測量變阻器的最大電阻R_X．他找來一個已知阻值為R₀的定值電阻替換了燈泡，同時撤去了電流表，并利用余下的器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、滑動變阻器、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干），在不改動電壓表位置及連線的情況下，很快測出了R_X的大小．
①請你把設(shè)計(jì)的電路圖畫在如圖2虛線框內(nèi)．
②簡述實(shí)驗(yàn)步驟：（a）先將滑片移至阻值最小端，讀出電壓表的示數(shù)U₁（b）再將滑片移至阻值最大端，讀出電壓表的示數(shù)U₂
③R_X=$\frac{U-{U}_{0}}{{U}_{0}}$R₀（用已知量和測量量表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算燈泡正常工作時的電阻，
導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體、長度、橫截面積、材料溫度有關(guān)，從電阻大小的影響因素來考慮．
（2）沒有電流表，使已知定值電阻R₀與滑動變阻器串聯(lián)，找電流相等，電路不能重組，要測出電源電壓，把電壓表與定值電阻R₀并聯(lián)，可以把滑動變阻器滑到阻值為0，測電源電壓，滑動變阻器滑到阻值最大，找電流相等，列出等式求解．

解答 解：（1）R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω．
根據(jù)R=$\frac{U}{I}$，分別求出1、2、3次實(shí)驗(yàn)電阻為：9.1Ω、10Ω、10.8Ω，實(shí)驗(yàn)過程中，燈絲長度、橫截面積、材料不變，電壓不同，溫度不同，電阻不同，這是因?yàn)闊艚z電阻隨溫度升高而增大．
（2）如圖，

無電流表，定值電阻R₀與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表與定值電阻R₀并聯(lián)，滑片在a端阻值為0時，電壓表測電源電壓U，滑片滑到b端最大阻值處時，電壓表測定值電阻R₀兩端電壓U₀，此時定值電阻與滑動變阻器電流相等，所以$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-{U}_{0}}{{R}_{X}}$
所以R_X=$\frac{U-{U}_{0}}{{U}_{0}}$R₀．
故答案為：（1）①10；②燈絲電阻隨溫度升高而增大；
（2）①見上圖；②先將滑片移至阻值最小端，讀出電壓表的示數(shù)U₁；再將滑片移至阻值最大端，讀出電壓表的示數(shù)U₂；③$\frac{U-{U}_{0}}{{U}_{0}}$R₀．

點(diǎn)評 沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測電阻．