Question

10．如圖1是“測(cè)量小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的電路圖，所用小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣，電源是兩節(jié)干電池，電壓表（量程0～15V、0～3V）；電流表（量程0～3A、0～0.6A）；
（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）要使實(shí)驗(yàn)更加準(zhǔn)確，電壓表的量程應(yīng)選擇0～3V
（3）該組同學(xué)連接好電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，小燈泡立刻發(fā)光．導(dǎo)致上述現(xiàn)象不規(guī)范操作的原因是開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)．
（4）若某次測(cè)量時(shí)電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)如圖1為0.2A，此時(shí)燈泡的電阻為10Ω．接著用這個(gè)電路測(cè)小燈泡的正常工作電阻，滑片應(yīng)向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)．
（5）該組同學(xué)分別記錄三組電壓和電流值，通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)燈絲電阻是不同的，他們還了解到其他組同學(xué)也得到類似的結(jié)果．出現(xiàn)這種結(jié)果的原因是燈絲電阻大小與溫度有關(guān)
（6）小明同學(xué)想利用電壓表，電流表、電源（電壓未知）、不同開關(guān)、導(dǎo)線，（滑動(dòng)變阻器最大阻值、R₁、R₂阻值已知），設(shè)計(jì)了測(cè)量未知電阻R_x的A、B、C三種實(shí)驗(yàn)電路，其中（圖2）無法測(cè)出未知電阻R_x的是A．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)電阻的原理是歐姆定律的變形式；
（2）電壓表的量程由燈泡的額定電壓確定；
（3）連接電路時(shí)，開關(guān)未斷開，連接完最后一根導(dǎo)線，電路會(huì)連通，燒壞元件．
（4）電流表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少．
知道電壓和電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電阻．
要測(cè)量燈泡的額定電壓，增大燈泡的電壓，增大燈泡電流，減小電路總電阻，減小滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻．
（5）從導(dǎo)體電阻大小的影響因素分析．
（6）要測(cè)量R_x的阻值，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，需知道被測(cè)電阻兩端電壓和通過的電流，據(jù)此分析．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V量程．
（3）連接電路時(shí)，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，該組同學(xué)連接好電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，小燈泡立刻發(fā)光，說明開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)；
（4）電流表使用的0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.2A．
由I=$\frac{U}{R}$可得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω．
要測(cè)燈泡的額定功率，使燈泡電壓從2V增大到2.5V，增大電路電流，減小總電阻，減小滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻，滑動(dòng)變阻器接左半段，所以滑片左移；
（5）實(shí)驗(yàn)過程中，燈絲的長(zhǎng)度、橫截面積、材料，電壓不同，電流不同，燈絲溫度不同，電阻不同，所以燈絲電阻大小與溫度有關(guān)．
（6）A、將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，讀出電壓表的示數(shù)U₁，并根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流I，由于不知道R_x兩端的電壓，所以不能求出Rx的阻值；
B、使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，此時(shí)被測(cè)電阻兩端電壓等于電源電壓U，并讀出電流表的示數(shù)I，則R_x=$\frac{U}{I}$，因此該電路可以測(cè)量出未知電阻的阻值；
C、當(dāng)開關(guān)S撥至1時(shí)，讀出電流表的示數(shù)為I，然后根據(jù)U=IR求出R₁兩端電壓，再利用串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和歐姆定律的變形公式即可求出R_x的阻值，即R_x=$\frac{U-I{R}_{1}}{I}$，因此該電路可以測(cè)量出未知電阻的阻值．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）0～3；（3）開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)；（4）0.2；10；左；（5）燈絲電阻大小與溫度有關(guān)；（6）A．

點(diǎn)評(píng) 本題是用伏安法測(cè)未知電阻的實(shí)驗(yàn)，考查了電流表、電壓表量程的選擇，以及以電源電壓為等價(jià)列關(guān)系式，聯(lián)立關(guān)系式求解電源電壓和被測(cè)電阻，這些都是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)，還考查了利用電壓表或電流表測(cè)未知電阻的阻值，具有一定的難度．