Question

【題目】小明在“探究電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用了如下實(shí)驗(yàn)器材：舊干電池2節(jié)（電壓未知），滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)各1個(gè)，導(dǎo)線若干，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻3個(gè).

（1）小明連接了如圖甲所示的電路，其中有一條導(dǎo)線連接有誤，請(qǐng)將連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線打“×”并畫出正確連線.

（_____）

（2）重新連接后，小明將10Ω定值電阻連入電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到_____（選填“a”或“b” ），再閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為某一值.接下來斷開開關(guān)，取下10Ω的定值電阻，把它換成______Ω的定值電阻，閉合開關(guān)，向左調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，控制電壓表示數(shù)不變，讀取相應(yīng)的電流表示數(shù).再換用余下的一個(gè)電阻，重復(fù)剛才的步驟，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理后記錄在下表中（未按先后次序排列）:

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電阻R/Ω	5	10	20
電流I/A	0.4	0.2	0.1

由表中數(shù)據(jù)可得結(jié)論:電壓一定時(shí)，電流與導(dǎo)體電阻成反比.

（3）小華想用該電路測量額定電壓為2. 5 V的小燈泡的額定功率，將待測小燈泡替換掉原定阻電阻，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表示數(shù)不為零，電壓表示數(shù)為零，則故障可能是由于小燈泡______ 引起的.排除故障后，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是___________W. 在實(shí)際測量中，電壓表有示數(shù)時(shí)內(nèi)部有微弱的電流通過，如果考慮這個(gè)微弱電流的影響，則所測小燈泡的額定功率偏___________.

（4）在實(shí)驗(yàn)過程中電壓表不慎損壞了.小明僅利用上述器材中的舊干電池、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表和滑動(dòng)變阻器（最大阻值為R0）測出未知電阻的阻值（設(shè)電流表示數(shù)不超量程且能準(zhǔn)確讀數(shù)）.請(qǐng)你將小明設(shè)計(jì)的電路圖在虛線框中畫出來，并寫出操作步驟及所需測量的物理量:

（_____）

①_________________________________ ；

②_________________________________ ；

③求未知電阻的表達(dá)式為:=___________（用及所測得的物理量表示）

Answer 1

【答案】 b 5Ω 短路 0.75W 偏大 按電路圖連接好電路滑動(dòng)變阻器滑片移到左端,閉合開關(guān)S,記下電流表的示數(shù)I1 滑動(dòng)變阻器滑片移到右端,閉合開關(guān)S,記下電流表的示數(shù)I2； ③∵電源的電壓不變 Rx=.

【解析】

（1）電壓表的接線柱接反了，且電壓表應(yīng)該與定值電阻并聯(lián)，正確的電路圖如下：

（ ）

（2）根據(jù)閉合開關(guān)前滑片應(yīng)該移到最大阻值處，可知將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到b，使電壓表的示數(shù)為某一值，向左調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，定值電阻的阻值變小，所以可以判斷，取下10Ω的定值電阻，把它換成5Ω的定值電阻。

（3）小燈泡不發(fā)光，電流表示數(shù)不為零，說明電路中是通路，電壓表示數(shù)為零，則故障可能是由于小燈泡短路引起的.排除故障后，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，圖乙中電流表選擇的是小量程，分度值是0.02A，所以讀數(shù)是0.5A,示數(shù)如所示，則小燈泡的額定功率是P=UI=2.5V. 在實(shí)際測量中，在實(shí)際測量中，電壓表有示數(shù)時(shí)內(nèi)部有微弱的電流通過，根據(jù)干路上的電流等于各支路上的電流之和可知，電流表示數(shù)等于電壓表中微弱的電流與小燈泡正常發(fā)光的電流之和，即電流表所測量的電流大于小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)公式可知，如果考慮這個(gè)微弱電流的影響，則所測小燈泡的額定功率偏大；

（4）在實(shí)驗(yàn)過程中電壓表不慎損壞了.我們可以滑動(dòng)變阻器R和未知電阻Rx串聯(lián)，然后與電源、開關(guān)組成電路，如下圖所示：

(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①按電路圖連接好電路滑動(dòng)變阻器滑片移到左端,閉合開關(guān)S,記下電流表的示數(shù)I1；②滑動(dòng)變阻器滑片移到右端,閉合開關(guān)S,記下電流表的示數(shù)I2； ③∵電源的電壓不變，∴根據(jù)歐姆定律可得：U=I1(R+Rx)=I2Rx，解得：Rx=.