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    8．小军用如图所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”

    （1）小军连接的电路有一处错误，请只改动一根导线，使电路连接正确（在应改动的导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确的接法）．
    （2）小军改正错误后，闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，电路可能的故障是电阻R短路（或电压表断路）．
    （3）图乙时他解决故障后某次实验的电流表和电压表示数，则小军选择的定值电阻是10Ω，若使电压表的示数变大，小军应将滑动变阻器的滑片向右（选填“左”或“右”）移动．
    （4）小军看到实验桌上有一个额定电压为U的小灯泡，他想挑战只用一只电流表测量该小灯泡的额定功率．小军又找来一个已知阻值为定值电阻R0和两个开关S1，S2．设计了如图丙所示的电路图，请补全小军的实验步骤．
    ①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片：使电流表的示数$\frac{U}{{R}_{0}}$．
    ②只读闭合开关S和S1（选填“S1”或“S2”），保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I；
    ③则小灯泡的额定功率的表达式为：P额=UI-$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$（用字母表示）．

    分析 （1）图甲中电压表测电源电压是错误的，应测电阻电压；
    （2）电流表有示数，说明电路为通路，根据电压表无示数，分析判断电路可能的故障是；
    （3）根据图中电表选用的小量程确定分度值读数，根据欧姆定律求电阻大小；根据分压原理和串联电路电压的规律确定使电压表示数变大滑片移动的方向；
    （4）测量该小灯泡的额定功率应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻应起到电压表的作用，故将定值电阻与电流表串联后与灯并联，通过移动滑片的位置，使电流示数应为I0=$\frac{U}{{R}_{0}}$；
    保持滑片的位置不动，再通过开关的转换，使电流表测灯与定值电阻的并联的电流，因各电阻大小和电压不变，灯仍正常发光，故通过定值电阻的电流不变，根据并联电路的电流特点得出灯泡发光时的电流值，根据P=UI得出电功率的表达式．

    解答 解：（1）图甲中电压表测电源电压是错误的，应测电阻电压，如下所示：

    （2）小军改止错误后，闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路，发现电压表无示数，电路可能的故障是：电阻R短路（或电压表断路）；．
    （3）图乙时他解决故障后某次实验的电流表和电压表示数，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.4V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，则小军选择的定值电阻是：
    R=$\frac{U}{I}=\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
    若使电压表的示数变大，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻大小，故小军应将滑动变阻器的滑片向右移动；
    （4）①首先只闭合S和S2，调节滑动变阻器的滑片：使电流表的示数为为$\frac{U}{{R}_{0}}$；
    ②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I；
    ③在①中，定值电阻与灯泡并联，灯泡正常发光时，定值电阻两端电压为U，所以此时电流表测量通过定值电阻的电流表示数应为I0=$\frac{U}{{R}_{0}}$，所以当电流表的示数为$\frac{U}{{R}_{0}}$时灯泡正常发光；
    在②中，灯与定值电阻并联，此时电流表测量干路电流，则可知灯泡的额定电流：
    I额=I-I0=I-$\frac{U}{{R}_{0}}$；
    灯泡的额定功率：
    P额=U额I额=U×（I-$\frac{U}{{R}_{0}}$）=UI-$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$．
    故答案为：（1）如上所示；（2）电阻R短路（或电压表断路）；（3）10；右；（4）①$\frac{U}{{R}_{0}}$；②S1；  ③UI-$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$．

    点评 本题探究通过导体的电流与导体两端电压的关系，考查电路的连接、故障的分析、电表读数、电阻计算及变化电路的分析，同时也考查了在没有电压表的情况下设计实验方案测电功率的能力，难度较大．

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