Question

（1）小明利用图1所示电路来测量“2.5V”的小电灯正常发光时的电阻：
①请用笔划线代替导线将实物图连好．
②闭合开关前应先将滑片置于最______端（选填“左或“右”）；闭合开关后，通过调节滑片，使电压表示数为2.5V时，再______，即可算出灯正常发光时的电阻．
③若合上开关，移动滑片，发现灯不亮，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则故障原因可能是______．
（2）小明完成上述实验后，又利用电阻箱、电压表来测定一个未知定值电阻R_X的阻值，他设计了如图2所示的实验电路，其中R’是电阻箱，R是定值电阻．
①图2中，为测出R_X的阻值，闭合开关S后，小明应该先把开关S₁接到触点______（选填“1”或“2”），记录电压表的示数U；然后把开关S₁接到另一触点，并调节电阻．
箱R’，直到电压表示数也为U，读出此时电阻箱R’的示数（各旋钮的位置如图3所示），则待测电阻R_X的阻值为______Ω
②小亮认为若用图1的电路来测R_X的阻值与图2的方法相比较，图1有一个最显著的优点，这个优点是：______；若图2也想具备这个优点，只需更换图2中的一个元件就可以了，如何替换？答：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，把灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，即可完成电路连接；闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，根据电路图确定滑片的位置；由电流表读出电流表示数，然后由欧姆定律可以求出灯泡电阻；常见的电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析故障原因．
（2）根据等效替代法，结合实验步骤确定实验操作；由图3所示电阻箱读出电阻箱示数；多次测量求平均值可以减小实验误差；把定值电阻换成滑动变阻器可以实现多次测量．
解答：解：（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表应选0～3V量程，
把灯泡、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示；
②由电路图可知，闭合开关前应先将滑片置于最右，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；闭合开关后，通过调节滑片，使电压表示数为2.5V时，再读出电流表示数，即可算出灯正常发光时的电阻．
③灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外电路断路，灯泡都会不亮；电流表无示数，说明电路存在断路；
电压表指针明显偏转，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，
综合分析可知，电路故障是由于灯泡断路造成的．
（2）①图2中，为测出R_X的阻值，闭合开关S后，小明应该先把开关S₁接到触点1，记录电压表的示数U；
然后把开关S₁接到另一触点，并调节电阻箱R′，直到电压表示数也为U，由图3所示电阻箱可知，
此时电阻箱的示数R′=1×10Ω+8×1Ω=18Ω，则待测电阻R_X的阻值为18Ω．
②小亮认为若用图1的电路来测R_X的阻值与图2的方法相比较，图1有一个最显著的优点，这个优点是：
可以进行多次测量求平均值；若图2也想具备这个优点，只需把定值电阻R换成滑动变阻器即可．
故答案为：（1）①电路图如图所示；②右；读出电流表示数；③灯泡断路；
（2）①1；18；②多次测量求平均值；把定值电阻R换成滑动变阻器．
点评：本题考查了连接电路图、电路故障分析、电阻箱读数、补充实验步骤等问题，连接电路图时，要注意电压表量程的选择；分析电路故障时要根据电路故障现象分析故障原因．