Question

18．小明用圖甲所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻，圖乙是小明未完成連接的實驗電路．

（1）請你按照電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖乙中實驗電路的連接．
（2）小明將電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為零，產(chǎn)生故障的原因可能是可能是燈泡短路或電壓表接觸不良．
（3）排除電路故障后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片，使小燈泡剛好正常發(fā)光，此時電流表的示數(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（保留一位小數(shù)）；
（4）小明又想測某未知電阻Rx的阻值，設(shè)計了如圖所示電路（R₀為已知阻值的定值電阻），并設(shè)計了如下實驗步驟，請幫他把缺少的步驟補全，并寫出R_x的表達式．實驗步驟：
A．按照設(shè)計的電路圖連接電路
B．斷開S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁
C．斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂（或S₁和S₂都閉合記錄電流表示數(shù)為I₂）
表達式：R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）（用已知和測量的物理量的符號表示）

Answer 1

分析 （1）按電路圖連接電路時，注意電路的連接順序及連接方式，電壓表與電阻并聯(lián)，滑動變阻器應(yīng)接一上一下；
（2）燈泡不發(fā)光，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電路斷路，電壓表有偏轉(zhuǎn)，電壓表與電源接通，與電壓表并聯(lián)的電路斷路．
（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=$\frac{U}{I}$計算出其電阻；
（4）在沒有電壓表時，使定值電阻與待測電阻并聯(lián)，根據(jù)開關(guān)的狀態(tài)、電流表的示數(shù)以及歐姆定律得出定值電阻兩端電壓，然后根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計算出被測電阻的阻值．

解答 解：（1）電壓表與燈泡并聯(lián)，由于電源電壓為3V，燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表可選擇0～3V量程；
由電路圖中，滑動變阻器應(yīng)再連接下面左邊的接線柱，如圖所示：

（2）連好電路，閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡短路或電壓表接觸不良或電壓表壞了．
（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，小燈泡的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（4）實驗步驟：
①按電路圖連接電路．
②斷開S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁；
③斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂（或S₁和S₂都閉合記錄電流表示數(shù)為I₂）；
表達式：R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．
故答案為：（1）見上圖；（2）可能是燈泡短路或電壓表接觸不良；（3）0.3；8.3；（4）斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數(shù)為I₂（或S₁和S₂都閉合記錄電流表示數(shù)為I₂）；$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．

點評 本題考查了連接電路圖、電路故障分析、電壓表讀數(shù)、求燈泡額定電流與額定功率、燈泡正常發(fā)光電阻等問題，連接電路圖時，注意量程的選擇，對電壓表讀數(shù)時，注意確定電壓表的量程與分度值．