Question

小紅用一只標有“2.5V”字樣的小燈泡練習測定小燈泡的電功率．
（1）小紅閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為零，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變．經(jīng)檢查電路連接無誤，且導線無接觸不良之處，產(chǎn)生這種故障原因是______．
（2）排除故障后，為測定小燈泡的額定功率，應調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使得電壓表示數(shù)為______V．

（3）小紅還想利用上述實驗裝置測量一段電爐絲的電阻R₁，可是連接電路時發(fā)現(xiàn)電流表已燒壞，原電路不能使用．請你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值已知為R₂的滑動變阻器、開關(guān)各一個、導線若干），幫助設(shè)計一個不用改變電壓表位置就能測出這段電爐絲的電路．把你設(shè)計的實驗電路圖畫在虛線框內(nèi)（電爐絲的符號用電阻的符號表示）．
（4）你的主要實驗過程及測量的物理量是______；計算電爐絲電阻的表達式是：R₁=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變說明與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路．
（2）為測定小燈泡的額定功率，應調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使得電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓2.5V．
（3）滑動變阻器與電爐絲串聯(lián)，電壓表與電爐絲并聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點及歐姆定律可測出電爐絲電阻，據(jù)此設(shè)計電路．
（4）電壓表與電爐絲并聯(lián)，把滑動變阻器的滑片分別調(diào)到阻值最小與最大兩個位置，讀出電壓表讀數(shù)U₁、U₂，U₂就是電爐絲兩端的電壓，由串聯(lián)電路特點求出滑動變阻器兩端電壓，由歐姆定律求出電路電流，最后由歐姆定律求出電爐絲電阻．
解答：解：（1）電流表無示數(shù)，說明電路斷路，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變說明和電壓表并聯(lián)的燈泡處斷路；
故答案為：燈泡斷路．
（2）燈泡電壓等于燈泡額定電壓時，燈泡功率為額定功率，為測燈泡額定功率，應使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V；
故答案為：2.5．
（3）滑動變阻器與電爐絲串聯(lián)，電壓表與電爐絲并聯(lián)，電路圖如下圖所示．

（4）實驗步驟為：①閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片到最右端，此時滑動變阻器接入電路的阻值為0，記下此時電壓表的示數(shù)U₁，此即電源電壓；
②移動滑片到最左端，此時滑動變阻器接入電路的電阻為最大值R₂，記下電壓表的示數(shù)U₂，即電爐絲電壓，此時滑動變阻器兩端電壓U_滑=U₁-U₂，電路電流為I==；
③電爐絲電阻R₁===．
故答案為：測量過程：①閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片到最右端，此時滑動變阻器接入電路的阻值為0，記下此時電壓表的示數(shù)U₁，此即電源電壓；
②移動滑片到最左端，此時滑動變阻器接入電路的電阻為最大值R₂，記下電壓表的示數(shù)U₂，即電爐絲電壓．．
點評：本題考查利用電壓表和滑動變阻器來測量未知電阻的阻值，要讓滑阻和待測電阻串聯(lián)，利用滑阻的最大最小值和電壓表的兩次讀數(shù)來求未知電阻的阻值．