Question

6．在“测量定值电阻阻值”的实验中，已知电源电压为U．
（1）小红设计了如图甲所示的电路，请你用笔连线将乙图的实物图连接完整．

（2）将电路图连接正确之后，小红同学闭合开关，发现电压表和电流表示数都很大，她操作中存在的错误是闭合开关前没有将滑动变阻器调到最大阻值．
（3）改正错误后继续实验，小红调节滑片，当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数如图丙所示为0.24A，则被测电阻R的阻值为10Ω．
（4）小红仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果，准备整理器材，结束实验，你对他提出的建议是调节滑动变阻器，多测几组电压、电流值（多测几组数据）；你提出这个建议的目的是求电阻的平均值来减小误差．
（5）小红把定值电阻换成“0.2A”的小灯泡，准备测量小灯泡的额定功率，却发现实验桌上的电压表不见了，而多了一个开关，于是小红设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率．请你将小红的主要实验步骤补充完整．
①将滑动变阻器调到最大阻值，只闭合开关S₁，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.2A，此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片的位置不动，再闭合开关S₂，记下此时电流表的示数为I；
③写出小灯泡额定功率的表达式P=（U-$\frac{0.2A•U}{I}$）×0.2A．

Answer 1

分析 （1）根据电路图连接实物电路；
（2）闭合开关，发现电流表和电压表示数很大，说明电路中电阻很小，则原因为滑动变阻器滑片没有调节到阻值最大；
（3）看清量程和分度值，读出的示数，利用R=$\frac{U}{I}$求出电阻值；
（4）测量一次数据太少，使得实验结论不具有普遍性，应多次测量求平均值减小误差；
（5）要测量小灯泡的额定功率，应该使得通过小灯泡的电流为“0.2A”即达到其额定电流；利用P=UI分析可知利用滑动变阻器得到小灯泡两端的电压，即可求出其额定功率．

解答 解：（1）根据甲电路图，连接实物电路，导线不能交叉，连接如图所示：
（2）将电路图连接正确之后，小红同学闭合开关，发现电压表和电流表示数都很大，说明电路中的电阻很小，则她操作中存在的错误是闭合开关前没有将滑动变阻器调到最大阻值；
（3）由丙图可知，电流表所接量程为0～0.6A，分度值为0.02A，此时示数为0.24A，则被测电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
（4）小红仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果，准备整理器材，结束实验，所做实验次数太少，使得实验结论不具有普遍性，故接下来应该：调节滑动变阻器，多测几组电压、电流值（多测几组数据）；因为多次测量求平均值可以减小误差；
（5）小红把点值电阻换成“0.2A”的小灯泡，准备测量小灯泡的额定功率，却发现实验桌上的电压表不见了，而多了一个开关，于是小红设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率．
①将滑动变阻器调到最大阻值，只闭合开关S₁，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.2A，此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片的位置不动，再闭合开关S₂，记下此时电流表的示数为I；
③小灯泡额定功率的表达式P=U_LI_L=U_L×0.2A=（U-$\frac{0.2A•U}{I}$）×0.2A．
故答案为：（1）

（2）闭合开关前没有将滑动变阻器调到最大阻值；
（3）0.24；10；
（4）调节滑动变阻器，多测几组电压、电流值（多测几组数据）；求电阻的平均值来减小误差；
（5）①使电流表的示数为0.2A
②再闭合开关S₂
③=（U-$\frac{0.2A•U}{I}$）×0.2A．

点评 此题主要考查学生对于测量电阻实验和测小灯泡电功率实验的理解和掌握，熟悉原理是解题关键．