Question

6．如圖所示裝置是小明測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻的實(shí)物圖．
（1）請把實(shí)物圖連線補(bǔ)充完整．
（2）實(shí)驗(yàn)中小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)變阻器滑片，電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度始終較小，燈泡不亮，原因可能是A（填字母）．
A．電池較舊，電壓不足   B．電流表短路  C．滑動(dòng)變阻器短路
（3）小明正確測得如下幾組數(shù)據(jù)：

次數(shù)	1	2	3
電壓/V	1.0	2.0	2.5
電流/A	0.25	0.40	0.48

由表中數(shù)據(jù)可知，小燈泡正常工作時(shí)的電阻為5.2Ω．（結(jié)果保留一位小數(shù)）
（4）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明想用原電路測量一段電阻絲R_x的阻值（約150Ω）．他用電阻絲替換了燈泡，不改變其他電路元件的連接方式，也完成了實(shí)驗(yàn)．請簡述實(shí)驗(yàn)步驟并寫出計(jì)算R_x的最后表達(dá)式．
實(shí)驗(yàn)步驟：將滑動(dòng)變阻器滑到最大位置，讀出電壓表的示數(shù)U₁；將滑動(dòng)變阻器滑到最小位置，讀出電壓表的示數(shù)U₂．
表達(dá)式：R_x=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀．

Answer 1

分析 （1）測量小燈泡功率時(shí)，小燈泡和滑動(dòng)變阻器組成串聯(lián)電路，電流表測量通過小燈泡的電流，電壓表測量小燈泡兩端的電壓；
（2）電壓表測量小燈泡兩端的電壓，滑片移動(dòng)時(shí)電壓表的示數(shù)也隨之變化，電壓表的示數(shù)最大時(shí)與電源電壓相等；
（3）額定功率等于小燈泡在額定電壓下的功率，它大小等于額定電壓和額定電流的乘積；測功率的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測量是為了尋找規(guī)律，因此不需要求平均值；
（4）滑動(dòng)變阻器的最大阻值已知，滑動(dòng)變阻器和被測電阻串聯(lián)，讓滑動(dòng)變阻器全部接入和不接入，來改變電路的電阻，完成電流表的兩次測量，利用兩次電路的電源電壓相等，列出等式，解出R_X．

解答 解：（1）觀察實(shí)物圖可以看出，電壓表、電流表和小燈泡處于斷路，電壓表和小燈泡并聯(lián)，電流表和小燈泡串聯(lián)；電源有兩節(jié)干電池串聯(lián)組成電壓為3V，電壓表的選擇3V量程即可，注意這兩個(gè)電表的正負(fù)接線柱，連接如下圖．
；
（2）電壓表指針偏轉(zhuǎn)較小有兩種可能，一是電壓表選擇的量程過大，二是電源電壓太�。�電壓表選擇的是小量程，排斥第一個(gè)可能，因此指針偏轉(zhuǎn)角度小只能是電源電壓太小了．故選A．
（3）小燈泡的額定電壓是2.5V，數(shù)據(jù)中對應(yīng)的額定電流是0.48A，故電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.48A}$=5.2Ω；
（4）被測電阻R_X與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，電流表串聯(lián)在電路中，
滑動(dòng)變阻器的電阻為零時(shí)，只有被測電阻R_X接入電路，測得電流為I₁，電源電壓為I₁R_X，
滑動(dòng)變阻器的電阻最大為R₀時(shí)，R₀與R_X串聯(lián)，測得電路電流為I₂，電源電壓為I₂（R₀+R_X），
所以，I₁R_X=I₂（R₀+R_X），
所以，R_X=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀．
故答案為：（1）如圖所示；（2）A；（3）5.2；（4）將滑動(dòng)變阻器滑到最大位置，讀出電壓表的示數(shù)U₁；將滑動(dòng)變阻器滑到最小位置，讀出電壓表的示數(shù)U₂；   
R_X=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀．

點(diǎn)評(píng) 測小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)注意以下幾點(diǎn)：（1）電路圖和實(shí)物電路的連接，重點(diǎn)是電表和滑動(dòng)變阻器的連接；
（2）額定功率的計(jì)算，找到額定電壓下對應(yīng)的電流就是額定電流，額定電壓和額定電流的乘積就是額定功率；
（3）實(shí)驗(yàn)中盡管進(jìn)行了三次測量，但不需要求平均值，多次測量是為了研究規(guī)律不是減小誤差．