Question

15．如圖1是小雨同學“測定小燈泡電阻”實驗的實物圖．
（1）連接好電路，閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片應該移到A（選填“A”或“B”）端．
（2）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為2.8V時，電流表示數(shù)如圖2所示，示數(shù)為0.28A，此時小燈泡的電阻為10Ω．
（3）實驗中，電壓表不慎損壞，小雨同學想利用一個電流表和阻值已知的電阻R₀測量未知電阻R_x的阻值．小雨選擇了滿足這個實驗要求的實驗器材，并連接了部分實驗電路，如圖3所示．
（4）為了測出電阻R_x的阻值，請你只添加兩根導線完成如圖3所示的實驗電路的連接．
（5）只閉合開關(guān)S₁，電流表的示數(shù)用I₁表示；開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電流表的示數(shù)用I₂表示．請你用I₁、I₂和R₀表示R_x．R_x=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）在連接電路時，為防止電路中電流過大，開關(guān)應斷開，滑動變阻器的滑片應滑到電阻最大位置；
（2）根據(jù)電流表的量程和分度值，讀出示數(shù)；根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率；
（3）實驗中沒有電壓表，被測電阻已經(jīng)被一個開關(guān)短路，不能設計成并聯(lián)電路找電壓相等．
通過開關(guān)閉合與斷開，使電路處于兩種狀態(tài)，利用電源電壓保持不變，找電路兩種狀態(tài)下的電壓相等．
可以使已知電阻和被測電阻串聯(lián)，測量串聯(lián)電路中的電流，然后短路被測電阻測出電路電流，利用電源電壓相等，列出等式求解．

解答 解：（1）在連接電路時，為防止電路中電流過大，開關(guān)應斷開，滑動變阻器的滑片應滑到電阻最大位置，即最左端A處；
（2）圖乙中電流表使用的是0.6A量程，分度值為0.02A，示數(shù)為I=0.3A，小燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
（4）使已知定值電阻和被測電阻串聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，測串聯(lián)電路的電流．
再把被測電阻短路，只有已知電阻接在電路中，測此時電路的電流．
根據(jù)兩種電路狀態(tài)下電源電壓相等求解．如圖．

（5）只閉合開關(guān)S₁，電流表的示數(shù)用I₁表示；
開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電流表的示數(shù)用I₂表示．
根據(jù)電路兩種狀態(tài)電源電壓相等，所以，I₁（R₀+R_X）=I₂R₀，
所以，R_X=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$．
故答案為：（1）A；（2）0.28；10；（4）電路連接如上圖所示：（5）$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{0}}{{I}_{1}}$．

點評 在實驗設計題中和計算題中，通過閉合和斷開開關(guān)或移動滑片來改變電路連接狀態(tài)，利用電源電壓不變或并聯(lián)電路支路電壓相等，列出等式解題，是很典型、很常見、很簡單的方法，一定要掌握．