Question

【題目】小明、小聰和小丁在測未知電阻Rx阻值的實驗中，所用實驗器材如下：

A．待測電阻Rx

B．電壓表V（量程0～3V，量程0～15V）

C．電流表A（量程0～0.6A，0～3A）

E．滑動變阻器三個：

甲：“5Ω 0.5A”乙：“10Ω 0.5A”丙：“20Ω 1.0A”

F．蓄電池（電壓恒為6V）G．開關(guān)S一個，導線若干．

小明按如圖正確串聯(lián)好實驗器材后，將電壓表并聯(lián)在電路中（部分器材的連接未畫出），然后進行實驗：

（1）小明閉合開關(guān)，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器測得幾組數(shù)據(jù)，并由此計算出待測電阻的阻值，有關(guān)記錄和計算如表中所示．小聰認為一個電阻三次測量的結(jié)果不可能相差這么大，分析應(yīng)該是在連接電路時出現(xiàn)了問題，導致表格中的數(shù)據(jù)有錯，表格中錯誤的數(shù)據(jù)是________（填“電流”、“電壓”或“電阻”）．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓/V	2.4	1.8	1.0
電流/A	0.34	0.40	0.48
電阻/Ω	7.1	4.5	2.1

（2）請你根據(jù)以上信息用筆畫線將小明的電路圖連接完整_____．

（3）實驗中，小明選用的滑動變阻器是________（選填“甲”、“乙”或“丙”）

（4）小丁只用一個電壓表就測出了額定電流為I0的小燈泡正常發(fā)光時的電功率（老師另外給了一個開關(guān)S1），請你利用上面符合條件的器材（只用滑動變阻器，燈不能正常發(fā)光），設(shè)計并在虛線方框內(nèi)畫出小丁測量小燈泡正常發(fā)光時電功率的電路圖________（部分電路已畫好），要求：連接好電路后，不再拆接元件就能測出小燈泡正常發(fā)光時的電功率、寫出實驗的主要步驟和小燈泡正常發(fā)光時電功率的表達式．

實驗步驟：A．________；B．________．電功率的表達式P=________．

Answer 1

【答案】電壓 乙 閉合開關(guān)S1,斷開S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為I0Rx 保持滑動變阻器的滑片P不動,閉合開關(guān)S,斷開S1，讀出電壓表的示數(shù)為U P=(UI0Rx)I0.

【解析】

(1)由實物圖可知，電流表連接正確，根據(jù)歐姆定律的變形公式U＝IR，隨電流的增大，待測電阻的電壓也應(yīng)增大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓應(yīng)減小，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，電壓表示數(shù)減小，故電壓表并聯(lián)在變阻器兩端了測量是變阻器的電壓，導致表格中的電壓數(shù)據(jù)有錯；

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，電壓表選用小量程，與變阻器并聯(lián)，如下圖所示；

(3)根據(jù)表中第1次實驗數(shù)據(jù),變阻器連入電路中的電阻R滑＝≈7.1Ω>5Ω，故選用“10Ω0.5A”乙變阻器；

(4)將電阻Rx與燈和變阻器串聯(lián),通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換,電壓表可分別測Rx與燈和變阻器的電壓，設(shè)計的電路圖如下圖所示；

實驗主要步驟：

A. 閉合開關(guān)S1,斷開S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為I0Rx；

B. 保持滑動變阻器的滑片P不動,閉合開關(guān)S,斷開S1，讀出電壓表的示數(shù)為U；在A操作中,電壓表測Rx的電壓,在B操作中,電壓表測燈和變阻器的電壓,因各電阻大小和電壓都不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈正常工作時的電壓UL＝UI0Rx，燈的額定功率P＝ULI0＝(UI0Rx)I0.