题目内容

12．小明想测额定电压为2.5V，正常工作电流小于0.3A的小灯泡的电阻．
次数U/VI/AR/Ω
11.50.17
220.18
32.51
430.23
（1）如图是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．（要求滑动变阻器连入电路的阻值最大）
（2）连接好电路后，小明进行了实验，记录的数据如下表所示．请仔细分析分析实验数据，回答以下问题：
①表中有一个明显的错误数据，请指出错误数据并分析产生的原因1.0读数时看错电流表的量程．
②小灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω．
（3）完成上述实验后，小明想用原电路测量一段电阻丝Rx的阻值（约10Ω）．他用电阻丝替换了灯泡，闭合开关，发现电压表已损坏，将其拆除，不改变其他电路元件的连接方式，小明也完成了实验．请简述实验步骤并写出计算Rx的最后表达式．（已知滑动变阻器的最大阻值为R0）
实验步骤：①闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I1；
②将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I2．．表达式：Rx=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R0．．

分析 （1）灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择0～3V量程，且并联在小灯泡两端；灯泡额定电流小于0.3A，电流表选择0～0.6A量程；滑动变阻器上面接线柱接好后，接入的下面接线柱离滑片最远，连入电路的阻值最大．
（2）电路中最大电流为0.6A，大于0.6A的电流都属于明显的错误数据，知道电压和电流，根据R=$\frac{U}{I}$，求出电阻．
（3）滑动变阻器的最大阻值已知，滑动变阻器和被测电阻串联，让滑动变阻器全部接入和不接入，来改变电路的电阻，完成电流表的两次测量，利用两次电路的电源电压相等，列出等式，解出RX．

解答 解：（1）电压表选择0～3V量程，并联在小灯泡两端；电流表选择0～0.6A量程，滑片偏左端，接入右下端的接线柱，连入电路电阻最大；如下图：

（2）①电流表选择0～0.6A，电路最大电流为0.6A，所以数据1.0错误．
根据第2次和第4次实验知，电流在0.18A～0.23A之间，应该的量程读错了，按照0～3A量程读的．
②指针位置相同时，0～3A量程的读数是0～0.6A量程的读数的5倍，
所以，灯泡的正常工作电流为0.2A．
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
（3）被测电阻RX与滑动变阻器串联在电路中，电流表串联在电路中，
滑动变阻器的电阻为零时，只有被测电阻RX接入电路，测得电流为I1，电源电压为I1RX，
滑动变阻器的电阻最大为R0时，R0与RX串联，测得电路电流为I2，电源电压为I2（R0+RX），
所以，I1RX=I2（R0+RX），
所以，RX=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R0．
故答案为：（1）如上图．
（2）①1.0读数时看错电流表的量程；②12.5；
（3）实验步骤：①闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I1；
②将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I2．
表达式：RX=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R0．

点评 常规测电阻是利用伏安法，在电压表或电流表缺少时，当滑动变阻器最大电阻已知时，采用滑动变阻器和被测电阻串联．滑动变阻器的阻值最大和最小时，完成两次测量，根据U=IR，求出电源电压，利用两次过程的电源电压相等，列出等式，解被测电阻RX．

练习册系列答案
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实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
11.5101
2120210
31201.510
如图是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在表中．
（1）请将表格中的实验数据补充完整．
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（4）在实验过程中，小红突然发现电流表没有示数，而电压表有示数，且接近于电源电压，则故障可能是：电阻R断路．
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实验次数12345
R1/Ω1010101010
R2/Ω110100100010000
R并/Ω0.915.009.099.909.99
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