Question

18．小瑛用圖甲的電路測(cè)量額定電壓2.5V的小燈泡電阻，圖乙是未完成連接的實(shí)驗(yàn)電路．

（1）請(qǐng)你按要求，用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖乙中實(shí)驗(yàn)電路鏈接．要求滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)增大．
（2）小瑛按要求正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置．其原因可能是滑動(dòng)變阻器阻值最�。ɑ驘襞莅l(fā)生了斷路）．（寫出一個(gè)）
（3）電路正常后，小瑛閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使小燈泡剛好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，電流表的讀數(shù)是0.3A，小燈泡的阻值是8.3Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留一位）．
（4）小瑛又想測(cè)某未知電阻_x的阻值，設(shè)計(jì)了如圖丁所示電路（R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．S斷開時(shí)，讀出電流表示數(shù)記錄為I₁； 
C．S閉合時(shí)，讀出電流表示數(shù)記錄為I₂由歐姆定律得：U=I₂R_x．
表達(dá)式：R_x=$\frac{{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（用已知物理量和測(cè)量出物理量的符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡兩端的最大電壓來判斷電壓表的量程；在連接電路時(shí)，注意滑動(dòng)變阻器要一上一下，根據(jù)題目要求選擇下面一個(gè)接線柱，滑片離下面一個(gè)接線柱越遠(yuǎn)，電阻越大；
（2）電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，可能是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器電阻在最小值或燈泡斷路；
（3）根據(jù)圖確定電壓表的量程和分度值，讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出其電阻；
（4）由圖可知：在沒有電壓表時(shí)，定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián)，則利用電源電壓不變，根據(jù)電流表和定值電阻的示數(shù)利用U=IR得出電源電壓的表達(dá)式，然后組成等式解之．

解答 解：（1）由題意知，小燈泡額定電壓為2.5V，所以電壓表選擇0～3V的量程，應(yīng)與燈泡并聯(lián)；
滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)增大，說明滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)減小，則應(yīng)接下面的左端的接線柱，如圖所示：

（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置，即約等于電源電壓．可能是由于滑動(dòng)變阻器阻值最小或燈泡發(fā)生了斷路．
（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（4）由圖可知：S斷開時(shí)，定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián)，電流表測(cè)量串聯(lián)時(shí)的電流；
由電阻的串聯(lián)可知：R_串=R_L+R，
由歐姆定律得：U=I₁（R_x+R），
S閉合時(shí)，只有待測(cè)電阻連入電路，電流表測(cè)量通過待測(cè)電阻的電流；
則步驟C應(yīng)為：S閉合時(shí)，讀出電流表示數(shù)記錄為I₂；
由歐姆定律得：U=I₂R_x，
I₁（R_x+R）=I₂R_x，滑動(dòng)變阻器阻值最小或燈泡發(fā)生了斷路；
R_x=$\frac{{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．
故答案為：（1）見上圖；（2）滑動(dòng)變阻器阻值最�。ɑ驘襞莅l(fā)生了斷路）；（3）8.3；（4）閉合；由歐姆定律得：U=I₂R_x；=$\frac{{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻，考查實(shí)物電路的連接，同時(shí)考查了電流表的讀數(shù)及歐姆定律的應(yīng)用．