Question

在學(xué)習(xí)歐姆定律之后，老師請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)未知電阻R _x的電路．
（1）小明同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示．R為已知阻值的電阻，當(dāng)S₁閉合S₂斷開(kāi)時(shí)，電流表讀數(shù)為I；當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為I₁．請(qǐng)你寫(xiě)出小明同學(xué)測(cè)R _x的表達(dá)式．R _x=______．

裝線訂
（2）小紅設(shè)計(jì)了一種不同于小明同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電路，如圖乙所示．請(qǐng)你將圖丙中的器材按圖乙電路連接起來(lái)（用筆連線表示導(dǎo)線），要求滑動(dòng)變阻器的滑片P處于最右端時(shí)，連入電路的阻值最大．
（3）小明只把小紅設(shè)計(jì)的電路中R _x換成標(biāo)有“3.8V”字樣新燈泡進(jìn)行測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)．回答問(wèn)題：
①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小明閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮、電流表無(wú)示數(shù)、電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，請(qǐng)分析電路出現(xiàn)故障的原因之一：______．
②排除故障后，小明調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定功率為_(kāi)_____W．
③假若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，仍利用現(xiàn)有器材完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為應(yīng)如何操作？______．

Answer 1

【答案】分析：（1）S₁閉合S₂斷開(kāi)，電流表測(cè)的是流過(guò)電阻R的電流I，由U=IR可求出電源電壓U；S₁、S₂都閉合時(shí)電流表讀數(shù)I₁是電路總電流，由并聯(lián)電路特點(diǎn)知：流過(guò)電阻R_X的電流為I₁-I，然后由歐姆定律可求出電阻R_X的阻值．
（2）按原理圖連接實(shí)物圖，從電源正極出發(fā)，線連接干路，回到電源的負(fù)極，最后連接支路，注意滑動(dòng)變阻器的連接方法．
（3）①電流表無(wú)示數(shù)，電路斷路；電壓表有示數(shù)且示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表能接在電源兩端，燈泡不亮說(shuō)明斷路位置在燈泡處．
②燈泡電壓等于額定電壓U時(shí)，燈泡正常發(fā)光，已知電流值I，由P=UI可求出燈泡額定功率．
③燈泡額定電壓為3.8V，電壓表15V量程損壞，而3V量程小于燈泡額定電壓，電壓表不能測(cè)燈泡電壓，可用電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出電阻電壓，進(jìn)一步求功率．
解答：解：（1）由題意知：電源電壓U=IR，流過(guò)電阻R_X的電流I_X=I₁-I，R_x=．
（2）根據(jù)原理圖連接實(shí)物圖，實(shí)物圖如圖所示．
（3）①電流表無(wú)示數(shù)，電路斷路；電壓表有示數(shù)且示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表能接在電源兩端，故障的原因是燈泡斷路．
②燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為額定電壓U=3.8V，電流I=0.5A，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.5A=1.9W．
③電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，仍利用現(xiàn)有器材完成實(shí)驗(yàn)，操作如下：
把電壓表改接到滑動(dòng)變阻器兩端，移動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.2V，此時(shí)與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)的燈泡電壓
U_燈=6V-2.2V=3.8V，等于燈泡的額定電壓，讀出電流表示數(shù)I，由P=U_燈I計(jì)算出燈泡的額定電功率．
故答案為：（1）．（2）實(shí)物圖如圖所示．
（3）①燈泡斷路．②1.9W．③把電壓表改接到滑動(dòng)變阻器兩端，移動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.2V，此時(shí)與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)的燈泡電壓U_燈=6V-2.2V=3.8V，等于燈泡的額定電壓，讀出電流表示數(shù)I，由P=U_燈I計(jì)算出燈泡的額定電功率．

點(diǎn)評(píng)：連接實(shí)物圖時(shí)應(yīng)注意：1、電壓表、電流表的正負(fù)極不要接反．2、注意電壓表、電流表的量程不要接錯(cuò)．3、滑動(dòng)變阻器的分壓與限流接法，滑片移動(dòng)時(shí)阻值的變化應(yīng)符合題意要求．4、作圖要美觀，連線不要交叉．