题目内容

20．小明用图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻，

（1）小明将电路正确连接后，闭合开关，调节变阻器的滑片，使小灯泡刚好正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，电流表的读数是0.3A，小灯泡的阻值是8.3Ω（小数点后保留一位）；
（2）当电压值改变的时候，小灯泡的阻值变化（选填“变化”或“不变”）；
（3）小明又想测某未知电阻Rx的阻值，设计了如图丁所示电路（R0为已知阻值的定值电阻），并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式．
实验步骤：
A．按照设计的电路图连接电路；
B．闭合S1、S2记录电流表示数为I1；
C．断开S2，记录电流表示数为I2；
D．利用测得数据写出待测电阻Rx的表达式：Rx=$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{2}}$•R0．

分析 （1）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表示数，然后根据欧姆定律的变形公式求出灯泡的阻值；
（2）灯丝的电阻与温度有关，随温度的升高而增大，据此回答问题；
（3）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻并联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出定值电阻两端电压，然后根据公式R=$\frac{U}{I}$计算出被测电阻的阻值．

解答 解：（1）根据图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，小灯泡的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（2）当灯泡两端电压改变时，灯泡的实际功率发生改变，所以灯丝的温度发生变化，而灯丝的电阻与温度有关，因此小灯泡的阻值发光改变．
（3）闭合S1、S2，此时电阻Rx被短路，电流表示数为I1，则电源电压U=I1R0；
再断开S2，此时Rx与R0串联，记录电流表示数I2，则电源电压为U=I2（R0+Rx）；
根据电源电压不变可知：I1R0=I2（R0+Rx），解得：Rx=$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{2}}$•R0．
故答案为：（1）0.3； 8.3；（2）变化；（3）断开S2，记录电流表示数为I2；$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{2}}$•R0．

点评 本题考查了电流表读数、电阻的计算以及灯丝电阻与温度的关系等问题；对电流表读数时，要先确定电流表量程与分度值，然后再读数，读数时，视线要与电流表刻度线垂直．（3）问是该题的难点，利用特殊法测量电阻，关键要利用好开关的作用．

练习册系列答案
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（1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整．
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检测导线接点现象
a、b电压表、电流表均无示数
a、c电压表、电流表均无示数
a、d电压表、电流表均有示数
c、d电压表、电流表均有示数
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（1）实验中测量电阻的原理是R=$\frac{U}{I}$．（用公式表示）
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（1）小峰的实验步骤是：
①闭合开关S2，断开S1，读出电流表示数I1；
②闭合开关S2、S1，读出电流表的示数I2；请你帮助小峰写出电阻Rx的表达式．
（用I1、I2和R0表示Rx．）Rx=$\frac{{I}_{2}-{I}_{1}}{{I}_{1}}$R0．
（2）请你仅用这些器材再设计一个与小峰的方法不同的测电阻Rx阻值的电路，在图2虚线框中画出电路图．
12．小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻，图乙是小明未完成连接的实验电路．

（1）请你按照电路图，用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接；
（2）小明将电路连接正确后，闭合开关，调节变阻器的滑片，使小灯泡刚好正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，电流表的读数是0.3A，小灯泡的阻值是8.3Ω（小数点后保留一位）；
（3）小明把电路连接好以后，闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表无示数，而电压表有示数，且接近于电源电压，则电路出现的故障原因是灯泡断路；
（4）小明又想测某未知电阻Rx的阻值，设计了如图丁所示电路（R0为已知阻值的定值电阻），并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式．实验步骤：
A．按照设计的电路图连接电路    B．断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1
C．断开S1、闭合S2记录电流表示数为I2
未知电阻Rx表达式：Rx=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$（用已知和测量的物理量的符号表示）．
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