Question

【题目】小明在“探究电流与电阻关系”的实验中，用了如下实验器材：旧干电池2节（电压未知），滑动变阻器、电流表、电压表、开关各1个，导线若干，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻3个.

（1）小明连接了如图甲所示的电路，其中有一条导线连接有误，请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线.

（_____）

（2）重新连接后，小明将10Ω定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到_____（选填“a”或“b” ），再闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一值.接下来断开开关，取下10Ω的定值电阻，把它换成______Ω的定值电阻，闭合开关，向左调节滑动变阻器，控制电压表示数不变，读取相应的电流表示数.再换用余下的一个电阻，重复刚才的步骤，并将实验数据整理后记录在下表中（未按先后次序排列）:

实验次数	1	2	3
电阻R/Ω	5	10	20
电流I/A	0.4	0.2	0.1

由表中数据可得结论:电压一定时，电流与导体电阻成反比.

（3）小华想用该电路测量额定电压为2. 5 V的小灯泡的额定功率，将待测小灯泡替换掉原定阻电阻，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数不为零，电压表示数为零，则故障可能是由于小灯泡______ 引起的.排除故障后，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是___________W. 在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏___________.

（4）在实验过程中电压表不慎损坏了.小明仅利用上述器材中的旧干电池、开关、导线、电流表和滑动变阻器（最大阻值为R0）测出未知电阻的阻值（设电流表示数不超量程且能准确读数）.请你将小明设计的电路图在虚线框中画出来，并写出操作步骤及所需测量的物理量:

（_____）

①_________________________________ ；

②_________________________________ ；

③求未知电阻的表达式为:=___________（用及所测得的物理量表示）

Answer 1

【答案】 b 5Ω 短路 0.75W 偏大 按电路图连接好电路滑动变阻器滑片移到左端,闭合开关S,记下电流表的示数I1 滑动变阻器滑片移到右端,闭合开关S,记下电流表的示数I2； ③∵电源的电压不变 Rx=.

【解析】

（1）电压表的接线柱接反了，且电压表应该与定值电阻并联，正确的电路图如下：

（ ）

（2）根据闭合开关前滑片应该移到最大阻值处，可知将滑动变阻器的滑片移动到b，使电压表的示数为某一值，向左调节滑动变阻器，此时滑动变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电路的分压规律可知，定值电阻的阻值变小，所以可以判断，取下10Ω的定值电阻，把它换成5Ω的定值电阻。

（3）小灯泡不发光，电流表示数不为零，说明电路中是通路，电压表示数为零，则故障可能是由于小灯泡短路引起的.排除故障后，当小灯泡正常发光时，图乙中电流表选择的是小量程，分度值是0.02A，所以读数是0.5A,示数如所示，则小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V. 在实际测量中，在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，根据干路上的电流等于各支路上的电流之和可知，电流表示数等于电压表中微弱的电流与小灯泡正常发光的电流之和，即电流表所测量的电流大于小灯泡正常发光时的电流，根据公式可知，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏大；

（4）在实验过程中电压表不慎损坏了.我们可以滑动变阻器R和未知电阻Rx串联，然后与电源、开关组成电路，如下图所示：

(2)实验步骤：①按电路图连接好电路滑动变阻器滑片移到左端,闭合开关S,记下电流表的示数I1；②滑动变阻器滑片移到右端,闭合开关S,记下电流表的示数I2； ③∵电源的电压不变，∴根据欧姆定律可得：U=I1(R+Rx)=I2Rx，解得：Rx=.