Question

小明利用干電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等器材，測小燈泡阻值．小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）在圖中連接實(shí)物圖1，要求滑動變阻器向左滑動時(shí)，小燈泡變亮．
（2）小明設(shè)計(jì)了下面的表格記錄數(shù)據(jù)．移動滑片到某一位置，電壓表示數(shù)如圖2甲所示，請將該示數(shù)填在下表中第2次實(shí)驗(yàn)①處，通過已知數(shù)據(jù)計(jì)算出對應(yīng)的電流值并在圖乙電流表盤中畫出該示數(shù)．繼續(xù)改變滑片的位置，得到多組電壓和電流數(shù)值如下表所示．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	l	2	3	4
U/V	1	①	2	2.5
I/A	0.2	②	0.28	0.3
R/Ω	5	6.25	7.1	8.3

（3）根據(jù)小明的數(shù)據(jù)表格，小紅認(rèn)為要減少誤差，應(yīng)該把4次實(shí)驗(yàn)得出的電阻值求平均值．你認(rèn)為小紅的觀點(diǎn)正確嗎？請說明理由．______
（4）小紅想測量一個(gè)未知電阻R_x的阻值，小明給她一個(gè)已知阻值的電阻R₀、電流表一個(gè)、電源、兩個(gè)開關(guān)、足夠的導(dǎo)線，利用這些器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①把你設(shè)計(jì)的電路圖畫在虛線框內(nèi)．
②簡述實(shí)驗(yàn)步驟，并用相應(yīng)的符號表示測出的物理量．
③用測出的物理量和已知量表示未知電阻的阻值R_x=______．

Answer 1

解：（1）電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中且左下方接線柱必須接入電路中，然后與開關(guān)、電源組成電路，實(shí)物圖連接和電路圖如下圖所示：

（2）由圖知，電壓表的量程是0～3V，分度值為0.1V，電壓表的示數(shù)為1.5V；
（3）不正確，因?yàn)闊艚z的電阻隨著溫度的升高而增大，不是由于實(shí)驗(yàn)誤差引起的；所以小紅的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的．
（4）方法一：
①電路圖：
②A、按圖連接電路．
B、閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S₁，讀出電流表示數(shù)I₁
C、斷開開關(guān)S，閉合開關(guān)S₁，讀出電流表示數(shù)I₂
③R_x=
方法二：①電路圖
②步驟：A、只閉合開關(guān)s，讀出電流表示數(shù)I₁；
B、閉合開關(guān)s和s₁，讀出電流表示數(shù)I₂；
③R_x=R₀．
故答案為：（2）1.5；（3）不正確，因?yàn)闊艚z的電阻隨著溫度的升高而增大，不是由于實(shí)驗(yàn)誤差引起的；（4）③或R₀．
分析：（1）滑動變阻器調(diào)節(jié)小燈泡的亮度說明滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，滑動變阻器向左滑動時(shí)燈變亮說明接入電路中的電阻變小即左下方接線柱必須接入電路中；電流表測量電路中的電流說明電流表串聯(lián)在電路中，電壓表測量燈泡兩端的電壓說明電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，據(jù)此連接實(shí)物電路圖和畫出電路圖．
（2）在進(jìn)行電壓表的讀數(shù)時(shí)，首先要確定量程、分度值，后讀數(shù)．
（3）燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．
（4）題中給出了一個(gè)定值電阻R₀、一只電流表和兩個(gè)開關(guān)，要測量未知電阻R_x的阻值，可以采用兩個(gè)電阻并聯(lián)的方式，通過開關(guān)的狀態(tài)和并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)測出通過定值電阻R₀和未知電阻R_x的電流．
因?yàn)椴⒙?lián)電壓是相等的，我們可以求出R₀兩端電壓，也就知道了R_x兩端電壓，除以通過R_x電流，就是R_x的阻值．
點(diǎn)評：此題考查的是實(shí)物電路的連接、電壓表讀數(shù)、影響電阻的因素和測量電阻的特殊方法，我們要能夠根據(jù)學(xué)過的物理知識設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案．