Question

14．在“運(yùn)用歐姆定律測(cè)量電阻”的活動(dòng)中，所用電源的電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“20Ω，1A”的字樣．
（1）小明連接了如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)定額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻．
①小明同學(xué)連接的電路中，有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)“×”，并在圖中改正（導(dǎo)線不許交叉）．

②電路連接改正后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表和電流表的指針都有偏轉(zhuǎn)，接下來(lái)的具體操作應(yīng)該是向左移動(dòng)變阻器的滑片．
③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，眼睛注視電壓表（“電壓表”或“電流表”），當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如乙圖所示，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為8.3Ω．
（2）完成實(shí)驗(yàn)后，小明同學(xué)想用原電路測(cè)某一定值電阻R_x的阻值，他用該電阻替換燈泡后，發(fā)現(xiàn)電壓表?yè)p壞了，便將其拆除．請(qǐng)你在不改變其他元件連接的方式下，幫他完成實(shí)驗(yàn)．
①閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左端，記下電流表的示數(shù)為I₁；
②將滑片移動(dòng)到最右端，記下電流表的示數(shù)為I₂；
③定值電阻的表達(dá)式為R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{X}}{{I}_{2}}$-20Ω．

Answer 1

分析 （1）①分析電路的連接，找出錯(cuò)誤之處改正；
②為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，變阻器連入電路中的電阻最大，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表和電流表的指針都有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路為通路，電路中電流太小，據(jù)此分析接下來(lái)的具體操作；
③燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)圖中電流表小量程讀數(shù)，由歐姆定律求電阻；
（2）分別將變阻器的最小電阻與最大電阻連入電路中，根據(jù)電流表示數(shù)，由歐姆定律，根據(jù)電源電壓不變求出待測(cè)電阻．

解答 解：（1）①原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中了，燈與變阻器并聯(lián)了，電壓表應(yīng)與燈并聯(lián)，變阻器與燈串聯(lián)，如下所示：

②電路連接改正后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表和電流表的指針都有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路為通路，電路中電流太小，接下來(lái)的具體操作應(yīng)該是，減小變阻器連入電路中的電阻大小，即向左移動(dòng)變阻器的滑片；
③燈在額定電壓下正常發(fā)光，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，眼睛注視電壓表，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如乙圖所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.3A}$=8.3Ω；
（2）①閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左端，記下電流表的示數(shù)為I₁；
②將滑片移動(dòng)到最右端，記下電流表的示數(shù)為I₂
③將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最左端，電路中只有待測(cè)電阻，由歐姆定律，電源電壓U=I₁R_X；
將滑片移動(dòng)到最右端時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為20Ω，兩電阻串聯(lián)，記下電流表的示數(shù)為I₂
；根據(jù)歐姆定律，電源電壓為U=I₂×（R_X+20Ω）
定值電阻的表達(dá)式為R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{X}}{{I}_{2}}$-20Ω．
故答案 為：（1）①如上所示；②向左移動(dòng)變阻器的滑片；③電壓表；8.3；（2）②將滑片移動(dòng)到最右端，記下電流表的示數(shù)為I₂
③$\frac{{I}_{1}{R}_{X}}{{I}_{2}}$-20Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)電阻大小，考查電路的連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、操作過(guò)程及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，為中考的熱點(diǎn)題型．