Question

9．小麗做“測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)”（所用小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣）．
（1）如圖1所示，小麗所接的實(shí)驗(yàn)電路存在連接錯(cuò)誤，但只需改動(dòng)一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確．請(qǐng)你在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法．

（2）電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)．接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是C．
A．更換小燈泡     B．檢查電路是否斷路   C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡達(dá)到額定功率，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖2所示，其值為0.24A，小燈泡的額定功率為0.6W
（4）幾個(gè)同學(xué)在完成實(shí)驗(yàn)后，利用一個(gè)已知阻值的電阻R₀  在只有電流表或電壓表時(shí)設(shè)計(jì)了如圖3四個(gè)測(cè)未知電阻Rx的電路，其中不可行的是B

Answer 1

分析 （1）實(shí)物連接圖中，主要從電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用方法上考慮：
從電流表和電壓表的量程、連接方式、正負(fù)接線柱三個(gè)方面分析．
從滑動(dòng)變阻器的接線柱選擇和滑片位置分析．
（2）在閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器是在阻值最大處，電流表有示數(shù)，小燈泡不亮，說(shuō)明電路中電阻太大；
（3）電流表的正確讀數(shù)：首先確定電流表使用的量程，然后確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)．知道額定電流和額定電壓，根據(jù)P=UI，計(jì)算額定功率；
（4）串聯(lián)電路的電流處處相等，并聯(lián)電路各支路電壓相等，用電壓表和電流表，直接或間接測(cè)量電壓和電流，根據(jù)R_x=$\frac{{U}_{X}}{{I}_{X}}$求出電阻．

解答 解：
（1）電壓表并聯(lián)在燈泡和滑動(dòng)變阻器的兩端，測(cè)燈泡和滑動(dòng)變阻器的總電壓，所以電壓表的“3”接線柱和滑動(dòng)變阻器右下端接線柱連接錯(cuò)誤，應(yīng)把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電壓表的“3”接線柱和燈泡右端接線柱連接，如下圖：

（2）在閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器是在阻值最大處，電流表有示數(shù)，小燈泡不亮，說(shuō)明電路中電阻太大，故選C；
（3）電壓表測(cè)的是小燈泡兩端的電壓，當(dāng)電壓表示數(shù)為小燈泡的額定電壓時(shí)，小燈泡才能正常發(fā)光；
電流表使用的0～0.6A，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.24A，
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（4）A、當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電阻R₀短路，電壓表測(cè)量電源電壓；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，R₀和R_x串聯(lián)，電壓表直接測(cè)量R_x兩端的電壓U_x，可以計(jì)算出定值電阻R₀兩端的電壓U₀=U-U_x，根據(jù)I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$計(jì)算出電路中電流，最后根據(jù)R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{0}}$計(jì)算電阻大��；故A方案可行；
B、當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電阻R_x短路，電壓表測(cè)量電源電壓；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，R₀和R_x串聯(lián)，電壓表測(cè)量電源電壓，無(wú)法直接或間接測(cè)量出R_x兩端的電壓U_x；故B方案不可行；
C、當(dāng)開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)1時(shí)，電壓表測(cè)量電源電壓；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)2時(shí)，R₀和R_x串聯(lián)，電壓表直接測(cè)量R_x兩端的電壓U_x，可以計(jì)算出定值電阻R₀兩端的電壓U₀=U-U_x，根據(jù)I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$計(jì)算出電路中電流，最后根據(jù)R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{0}}$計(jì)算電阻大��；故C方案可行；
D、當(dāng)開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)1時(shí)，電壓表測(cè)量電源電壓；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)2時(shí)，R₀和R_x串聯(lián)，電壓表直接測(cè)量R_x兩端的電壓U_x，可以計(jì)算出定值電阻R₀兩端的電壓U₀=U-U_x，根據(jù)I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$計(jì)算出電路中電流，最后根據(jù)R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{0}}$計(jì)算電阻大��；故D方案可行．
故答案為：（1）如上圖；（2）C；（3）2.5；0.24；0.6；（4）B．

點(diǎn)評(píng) 考查伏安法測(cè)電阻的探究實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)正確的電路圖、排除電路故障是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中常遇到的問(wèn)題，因此在實(shí)驗(yàn)課上我們要邊實(shí)驗(yàn)邊思考，將所學(xué)的理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，鍛煉我們解決實(shí)際問(wèn)題的能力．注意伏安法測(cè)電阻的原理為歐姆定律的使用，一定要直接或間接測(cè)出電阻兩端的電壓和通過(guò)電阻的電流為目的，然后可由歐姆定律求得電阻的阻值．