Question

5．如图所示是小伟组测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的实物连线图．（已知滑动变阻器最大阻值为R₀）

（1）请用铅笔画线代替导线将电路补充完整．
（2）小伟检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，立即举手要求老师更换灯泡，这种做法不妥当（选填“妥当”或“不妥当”）．经同组成员提示还发现电压表无示数、电流表有示数，则灯泡不亮的原因可能是灯泡短路． 问题解决后，小伟调节滑动变阻器，使小灯泡正常工作，电流表示数如图所示，则小灯泡此时的电阻约为10.42Ω．
（3）完成实验后，小伟想用原电路测某一定值电阻R_x的阻值，他用该电阻替换灯泡后，发现电压表损坏了，便将其拆除．请你在不改变其他元件连接的方式下，帮他完成实验步骤：
A．闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；
B．将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I₂．
表达式：R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．（用I₁、I₂、R₀表示）

Answer 1

分析 （1）灯泡、滑动变阻器、电流表串连接入电路，电压表与灯泡并联；
（2）在闭合开关前要把滑动变阻器的阻值调到最大，灯泡不亮首先要检查是不是滑动变阻器的阻值调的太大，导致电流过小，从而灯泡不亮；
电路故障有两种：断路或短路．电流表的指针明显偏转，说明电路为通路，电压表指针不动，说明电压表被测电路短路或电压表接线柱相连的导线接触不良；
读取电流表示数时，首先要明确电流表选择的量程和对应的分度值，读数时视线与指针所在刻线相垂直；然后根据R=$\frac{U}{I}$求出灯丝的阻值．
（3）滑动变阻器的最大阻值已知，滑动变阻器和被测电阻串联，让滑动变阻器全部接入和不接入，来改变电路的电阻，完成电流表的两次测量，利用两次电路的电源电压相等，列出等式，解出R_x．

解答 解：（1）电压表与的灯泡并联，正进负出，电路连接如下图所示：

（2）电路连接正确，灯泡不亮，首先应移动滑片看灯泡是否发光，看是不是因为阻值太大导致灯泡不亮，因此闭合开关，发现小灯泡不亮，立即举手要求老师更换灯泡．这种做法不妥当；
当闭合开关后，灯不亮，电压表无示数，可能是灯泡以外的部分电路出现断路或与电压表并联的用电器发生短路或电压表本身短路，而电流表有示数，说明电路为通路，说明灯泡以外的部分电路不会出现断路，故小灯泡处短路；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，则灯泡正常发光时，通过灯泡的电流：I=0.24A，故灯泡正常发光时，灯丝的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.42Ω；
（3）实验步骤：A、闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；
B、将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I₂．
因为电源的电压不变，所以U=I₁R_x=I₂（R_x+R₀），解得：R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
故答案为：（1）实物电路图如图所示；（2）不妥当；灯泡短路；10.42；（3）B、将滑动变阻器连入电路的阻值最大；R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

点评 常规测电阻是利用伏安法，在电压表或电流表缺少时，当滑动变阻器最大电阻已知时，采用滑动变阻器和被测电阻串联．滑动变阻器的阻值最大和最小时，完成两次测量，根据U=IR，求出电源电压，利用两次过程的电源电压相等，列出等式，解被测电阻R_x．