Question

14．如圖甲是陽陽同學(xué)設(shè)計(jì)的根據(jù)歐姆定律測電阻的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）檢查無誤后，閉合開關(guān)．他將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)將增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）；當(dāng)P滑到某一位置時(shí)，兩表讀數(shù)如圖乙所示，由此可知電阻R=10Ω．你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果可靠嗎？不可靠，理由是只測了一數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，誤差較大．

（2）做完測電阻實(shí)驗(yàn)后，陽陽發(fā)現(xiàn)桌上還有一個(gè)標(biāo)有額定電流I_額的小燈泡和兩個(gè)開關(guān)，一個(gè)已知阻值為R₀的定值電阻，他想：能否在不用電流表的情況下測定小燈泡的額定功率呢？通過與同學(xué)討論，他設(shè)計(jì)出了如圖丙所示的電路圖，并完成了小燈泡額定功率的測量．具體操作是：
①閉合開關(guān)S、S₁，斷開開關(guān)S₂，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為I_額R₀；
②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng)，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U；
③小燈泡的額定功率P額=（U-I_額R₀）I_額（用已知量和所測物理量符號(hào)表示結(jié)果）．

Answer 1

分析 （1）判斷將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻變化，由分壓原理，確定變阻器的電壓變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，判斷電壓表示數(shù)的變化；
根據(jù)電表小量程讀數(shù)，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，求電阻大小：為提高測量的準(zhǔn)確度，要多次測量取平均值．
（2）當(dāng)通過燈的電流為I_額時(shí)，燈正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律和歐姆定律，定值電阻的電壓為I_額R₀，故應(yīng)閉合開關(guān)S、S₁，斷開S₂，使電壓表測定值電阻的電壓，移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為I_額R₀，燈正常發(fā)光；
保持滑片的位置不變，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電壓表測定值電阻與燈串聯(lián)的總電壓U，因電路的連接關(guān)系沒有變化，各電阻的大小和電壓保持不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，可求出燈的額定電壓，根據(jù)P_額定=U_LI_額求燈的額定功率．

解答 解：（1）將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻變小，由分壓原理，變阻器的電壓變小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電壓表示數(shù)將增大；
當(dāng)P滑到某一位置時(shí)，兩表讀數(shù)如圖乙所示，圖中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2V；
電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，電阻大小：
R=$\frac{U′}{I}=\frac{2.0V}{0.2A}$=10Ω，
因只測了一組數(shù)據(jù)，誤差較大，這個(gè)結(jié)果不可靠；
（2）當(dāng)通過燈的電流為I_額時(shí)，燈正常發(fā)光，在圖丙中，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，由歐姆定律，移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為I_額R₀，燈正常發(fā)光；
保持滑片的位置不變，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，此時(shí)電路的連接關(guān)系沒有變化，各電阻的大小和電壓保持不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時(shí)燈的電壓為U_L=U-I_額R₀，則小燈泡的額定功率：
P_額定=U_LI_額=I（U-I_額R₀）I_額．
故答案為：（1）增大；10；不可靠；只測了一數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，誤差較大；
（2）①S、S₁；I_額R₀；②S₁；S₂；（U-I_額R₀）I_額．

點(diǎn)評 本題用歐姆定律測電阻，考查變化電路的分析、電表讀數(shù)、電阻計(jì)算、數(shù)據(jù)處理及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測電功率的能力，有一定難度．