Question

13．如圖是小明研究小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，電源電壓為12V，圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的U-I圖．小燈泡標(biāo)有額定電壓不清，滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“50Ω 1A”字樣．

（1）閉合開關(guān)前，小明應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到b端．
（2）小明閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮，為了驗(yàn)證小燈泡是否燒壞，較為合理的做法是移動(dòng)滑片（“更換小燈
泡”或“移動(dòng)滑片”），如果燈泡兩端電壓表有示數(shù)，電流表一直無示數(shù)，原因是燈泡斷路．
（3）小明測(cè)得小燈泡在2V、4V、5V、6V、8V、10V電壓下的電阻，計(jì)算平均值，再根據(jù)圖象，找出該電阻值對(duì)應(yīng)的電壓，從而得出小燈泡的額定電壓，這種方法錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）．
（4）同桌小華想測(cè)一個(gè)1000Ω左右的定值電阻，用小明的電路，卻無法測(cè)出來，原因是電流小于電流表的最小分度值．小華又設(shè)計(jì)另一實(shí)驗(yàn)電路圖（如圖丁），將滑片移到b點(diǎn)，測(cè)出電壓為U_x，則被測(cè)電阻值的大小為R_x=$\frac{50{U}_{x}}{12V-{U}_{x}}Ω$；，電功率大小為${P}_{x}={U}_{x}•\frac{12V-{U}_{x}}{50Ω}$（用題中已知量表示）．考慮到代表內(nèi)阻，被測(cè)電阻值偏��；原因是計(jì)算出電流略大于電阻R_x的電流．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處，保護(hù)電路．
（2）正確操作并閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，為了驗(yàn)證小燈泡是否燒壞，接下來減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，看燈泡是否發(fā)光．
燈不亮的故障可能是燈泡斷路或短路．
燈泡短路，電路電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表測(cè)導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
燈泡斷路，電路斷路，電路無電流，電流表示數(shù)為0，電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)電源電壓．
（3）導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積、材料、溫度有關(guān)；燈絲電阻受溫度影響較大，定值電阻阻值受溫度影響較小，從溫度上考慮；
（4）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計(jì)算出電流在和電流表的分度值比較，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)算出電阻和功率，考慮電表內(nèi)阻分析偏差和原因．

解答 解：（1）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處即b端；
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，為了驗(yàn)證小燈泡是否燒壞，接下來減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，看燈泡是否發(fā)光；
若電流表無示數(shù)，則為斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源相連，故燈泡斷路；
（3）燈絲電阻受溫度影響較大，燈泡在不同電壓下，溫度不同，燈絲中電阻不同，計(jì)算平均值代表燈絲電阻無意義，小明同學(xué)忽略了溫度對(duì)電阻的影響；
（4）1000Ω的電阻的電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{1000Ω}$=0.012A＜0.02A，因?yàn)殡娮璧碾娏餍∮陔娏鞅淼淖钚》侄戎�，故電流表不能測(cè)量；
R兩端的電壓為：12V-U_x，則通過R的電流為：I=$\frac{12V-{U}_{x}}{50Ω}$，根據(jù)串聯(lián)電路的電流相等的特點(diǎn)，被測(cè)電阻為：R_x=$\frac{{U}_{x}}{\frac{12V-{U}_{x}}{50Ω}}$=$\frac{50{U}_{x}}{12V-{U}_{x}}Ω$；
由P=UI得${P}_{x}={U}_{x}•\frac{12V-{U}_{x}}{50Ω}$，由于通過R的電流等于R_x與電壓表并聯(lián)的總電流，計(jì)算出電流略大于電阻R_x的電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$知電阻偏小．
故答案為：（1）b；（2）移動(dòng)滑片；燈泡斷路；（3）錯(cuò)誤；（4）電流值小于電流表的最小分度值；R_x=$\frac{{U}_{x}}{\frac{12V-{U}_{x}}{50Ω}}$=$\frac{50{U}_{x}}{12V-{U}_{x}}Ω$；${P}_{x}={U}_{x}•\frac{12V-{U}_{x}}{50Ω}$；�。挥�(jì)算出電流略大于電阻R_x的電流．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)量電阻過程中的注意事項(xiàng)、故障分析、串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)、電阻的計(jì)算、電功率的計(jì)算，是一道綜合題，有一定的難度．