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6.小明在老师的指导下进行“测量小灯泡的电阻”的实验,已知小灯额定电压为2.5V,小灯电阻约为10Ω,实验电路图如图:

(1)小明已经连接了部分电路,请你在甲图中用笔画线代替导线完成电路连接;
(2)开关闭合时,滑动变阻器的滑片P应该移到A(选填“A”或“B”)端.
(3)进行实验的同时,小明描绘出小灯泡电流随电压变化的曲线如图乙所示,由图可知小灯正常发光时,电阻为12.5Ω.
(4)实验测量完毕后,老师给同学们介绍一种新的测量电阻的方法----安欧法(即利用电流表及已知阻值电阻测未知电阻的阻值).听老师讲解后小明设计的电路如图丙所示,R0为已知阻值的电阻.请你简单分析说明利用该电路,如何操作测得Rx的阻值.
方法:a.只闭合S1,记下电流表示灵敏I1;b.再闭合S2,记下电流表示数I2
(5)按你的测量方法,请你写出未知电阻Rx的表达式:Rx=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}{-I}_{1}}$.

分析 (1)根据小灯额定电压为2.5V确定电压表选用的量程与灯并联,由欧姆定律求灯的额定电流确定电流表选用的量程与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中;
(2)开关闭合时,滑动变阻器的滑片P应该移到阻值最大处;
(3)灯在额定电压下正常发光,由图找出额定电压下的电流,由欧姆定律求电阻;
(4)(5)在没有电压表的情况下,电流表与已知阻值的电阻应起到测量电压的作用,通过开关的转换,分别测出通过定值电阻的电流和并联电路的电流:只闭合S1,记下电流表示灵敏I1;再闭合S2,记下电流表示数I2
即并联电路的总电流,根据通过定值电阻的电流不变,由欧姆定律和并联电路电流的规律求待测电阻大小.

解答 解:(1)已知小灯额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,小灯电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A,故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:

(2)开关闭合时,滑动变阻器的滑片P应该移到阻值最大处,即A端.
(3)描绘出小灯泡电流随电压变化的曲线如图乙所示,由图可知小灯正常发光时的电流为0.2A,由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$,电阻为:
R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω.
(4)在上面分析的基础上,操作方法:
a.只闭合S1,记下电流表示灵敏I1
b.再闭合S2,记下电流表示数I2
(5)在a中,根据欧姆定律,电源电压U=I1R0
为在开关的转换过程中,因定值电阻的电压始终等于电源电压不变,根据欧姆定律,通过其的电流不变,根据并联电路电流的规律,在b中,通过待测电阻的电流IX=I2-I1,由欧姆定律,待测电阻:
Rx=$\frac{U}{{I}_{X}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}{-I}_{1}}$.
故答案为:(1)如上所示;(2)A;(3)12.5;(4)a.只闭合S1,记下电流表示灵敏I1;b.再闭合S2,记下电流表示数I2
(5)$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}{-I}_{1}}$.

点评 本题测量小灯泡的电阻,考查电路的连接、注意事项、电阻计算及设计实验方案测电阻的能力.

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实验次数12345
电阻R/Ω5101520 25
电流I/A0.60.30.20.15
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