Question

3．小明利用實驗室器材分別測量小燈泡燈絲和某未知電阻的阻值．

（1）已知小燈泡額定電壓為2.5V，他測量小燈泡燈絲電阻的實驗步驟如下所示：
①用筆畫線在圖甲中將實物電路圖連接完整，使滑動變阻器滑片向右移動時燈變亮．
②正確連接電路并閉合開關后，電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示．則此時通過小燈泡的電流為0.4A，小燈泡的電阻為5Ω．在實驗中，小明通過調節(jié)滑動變阻器的滑片，得到三組電流、電壓對應的測量值（數(shù)據(jù)未列出），并計算出對應的電壓與電流的比值．他發(fā)現(xiàn)同一個小燈泡測算出的對應電壓與電流的比值差異較大，請你分析造成這種現(xiàn)象的原因是：小燈泡燈絲電阻受溫度影響．
（2）小明接下來利用如丙圖所示的電路測量某未知電阻R_X的阻值．R₁阻值已知，實驗時閉合S、斷開S₁時，電壓表的示數(shù)為U₁；再閉合S₁時電壓表的示數(shù)為U₂．電源電壓保持不變．則被測電阻R_X=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}{R}_{1}$Ω．

Answer 1

分析 （1）①使滑動變阻器滑片向右移動時燈變亮，則需使阻值減��；
②根據(jù)圖示讀出電流和電壓值，由R=$\frac{U}{I}$計算出電阻值；
燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，不同溫度下電阻不同；
（2）閉合S、斷開S₁時，電壓表測R₁兩端的電壓，可得出通過未知電阻的電流；
再閉合S₁時，未知電阻被短路，電壓表的示數(shù)等于電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關系可求得未知電阻兩端的電壓；
由R=$\frac{U}{I}$得出未知電阻的阻值．

解答 解：（1）①滑動變阻器滑片向右移動時燈變亮，則其電阻應變小，所以滑動變阻器的下面應接右邊的接線柱，如圖所示：

②由圖乙知，電壓表接0～3V量程，示數(shù)為2V；
電流表接0～0.6A量程，示數(shù)為0.4A；
則R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
燈絲的溫度隨溫度的升高而增大，由于燈泡在不同的電壓下的實際功率不同，燈絲的溫度不同，所以燈絲的電阻不同；
（2）由圖知，R₁與未知電阻串聯(lián)，閉合S、斷開S₁時，電壓表測R₁兩端的電壓，則I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$；
再閉合S₁時，未知電阻被短路，則電源電壓等于U2，未知電阻兩端電壓U=U₂-U₁，可知R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}{R}_{1}$．
故答案為：（1）①見上圖；②0.4；5；小燈泡燈絲電阻受溫度影響；（2）$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}{R}_{1}$．

點評 本題是有關電阻的測量實驗，考查了滑動變阻器的連接、電流表和電壓表的讀數(shù)、電阻的計算及歐姆定律在串聯(lián)電路中的應用，難度適中．