在“测量定值电阻阻值和“测量小灯泡电功率的实验中.老师提供的器材有:电流表.电压表各一个.电源.开关各一个.滑动变阻器(“10Ω 2A .“20Ω 1A ) 两个.导线若干．(1)婷婷正确连接好电路后.闭合开关.移动滑动变阻器的滑片到某一位置时.观察到电流表示数为0.2A.电压表示数如图甲所示.则定值电阻阻值为10Ω．(2)婷婷仅把� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

11．在“测量定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中，老师提供的器材有：电流表、电压表各一个、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（“10Ω 2A”、“20Ω 1A”）两个，导线若干．

（1）婷婷正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电流表示数为0.2A，电压表示数如图甲所示，则定值电阻阻值为10Ω．
（2）婷婷仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果，你认为合适吗？不合适，理由是实验次数太少，测量误差大．
（3）测出电阻后，婷婷将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，测量小灯泡的电功率，图乙是婷婷重新连接的不完整的电路，请你用笔代替导线将实物电路连接完整．（要求：滑片P向右移动时，小灯泡变亮）
（4）电路接好后，闭合开关，灯泡发出明亮的光，产生这个现象的操作原因是滑动变阻器滑片没有移到电阻最大的位置．
（5）排除故障后，再闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，如果此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.75W，实验中应选用的滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”．
（6）小明实验时，电流表出现了故障不能使用，老师给了他一只定值电阻R₀，告诉他利用这个阻值已知的定值电阻就能测量小灯泡的额定功率．聪明的你一定能帮小明设计出电路图，请把你设计的电路图画在丁中．（要求：电压表只有一个，开关若干，不允许拆接电路）

分析（1）根据电表的量程和分度值读出灯泡的电压，根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻．
（2）定值电阻的阻值是不变的，要进行多次测量求平均值来减小误差，只有一次实验得出的最后结果，误差太大．
（3）滑片右移，灯泡变亮，电路电流变大，电路电阻变小，来确定滑动变阻器接入的下面接线柱．
（4）为了保护电路，连接电路时开关要断开，滑片P置于使连入电阻最大的位置；
（5）灯泡正常发光时电压等于额定电压；电流表示数的读法：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少；利用P=UI求小灯泡的功率；
由串联电路特点和欧姆定律计算此时变阻器连入阻值，从而确定其规格；
（6）要测量小灯泡的额定功率，需测量出小灯泡的电压和电流，根据定值电阻两端的电压和电阻能计算出电路中的电流，通过开关的变化测出灯泡两端的电压，得出小灯泡的电功率的表达式．

解答解：
（1）由图甲知，电压表选择0～3V量程，分度值0.1V，定值电阻两端电压为2V，
由I=$\frac{U}{R}$可得定值电阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω．
（2）只把一次实验测得的阻值作为最后结果是不合适的，因为定值电阻的阻值是不变的，应进行多次测量求平均值来减小误差．
（3）滑片右移，灯泡变亮，电路电流变大，电路电阻变小，滑动变阻器要接入右半段，滑动变阻器要接B接线柱，把滑动变阻器串联在电路中．如图所示：

（4）电路接好后，闭合开关，灯泡发出明亮的光，说明电路中电流较大，原因是：没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置；
（5）灯泡正常发光时电压等于额定电压，所以闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V；
图丙中电流表的使用量程是：0～0.6A，分度值是：0.02A；小灯泡正常发光，如果此时电流表示数为0.3A；
灯泡的额定功率是：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
由串联电路特点可知此时变阻器两端电压：U_滑=U-U_额=6V-2.5V=3.5V，
由欧姆定律可得滑动变阻器此时连入的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.3A}$≈11.7Ω，所以应选择20Ω 1A的滑动变阻器；
（6）没有了电流表，需要借助已知阻值的定值电阻和电压表测灯泡正常发光的电流．如图所示：

连好电路后，可先闭合开关S、S₁，断开S₂，此时电压表测量灯泡两端的电压，移动滑片使灯泡正常发光；
保持滑片位置不动，断开开关S₁，闭合开关S、S₂，此时电压表测量灯泡和电阻两端的总电压，由串联电路特点可得定值电阻两端电压，由欧姆定律计算电路中电流，从而计算灯泡的额定功率．
故答案为：
（1）10；
（2）不合适，实验次数太少，测量误差大；
（3）见上图；
（4）滑动变阻器滑片没有移到电阻最大的位置；
（5）2.5；0.75；“20Ω 1A”；
（6）见上图．