Question

9．小丽做“测量小灯泡电功率的实验”（所用小灯泡标有“2.5V”字样）．
（1）如图1所示，小丽所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．

（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是C．
A．更换小灯泡     B．检查电路是否断路   C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时，小灯泡达到额定功率，此时电流表的示数如图2所示，其值为0.24A，小灯泡的额定功率为0.6W
（4）几个同学在完成实验后，利用一个已知阻值的电阻R₀  在只有电流表或电压表时设计了如图3四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是B

Answer 1

分析 （1）实物连接图中，主要从电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法上考虑：
从电流表和电压表的量程、连接方式、正负接线柱三个方面分析．
从滑动变阻器的接线柱选择和滑片位置分析．
（2）在闭合开关前，滑动变阻器是在阻值最大处，电流表有示数，小灯泡不亮，说明电路中电阻太大；
（3）电流表的正确读数：首先确定电流表使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数．知道额定电流和额定电压，根据P=UI，计算额定功率；
（4）串联电路的电流处处相等，并联电路各支路电压相等，用电压表和电流表，直接或间接测量电压和电流，根据R_x=$\frac{{U}_{X}}{{I}_{X}}$求出电阻．

解答 解：
（1）电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端，测灯泡和滑动变阻器的总电压，所以电压表的“3”接线柱和滑动变阻器右下端接线柱连接错误，应把电压表并联在灯泡两端，电压表的“3”接线柱和灯泡右端接线柱连接，如下图：

（2）在闭合开关前，滑动变阻器是在阻值最大处，电流表有示数，小灯泡不亮，说明电路中电阻太大，故选C；
（3）电压表测的是小灯泡两端的电压，当电压表示数为小灯泡的额定电压时，小灯泡才能正常发光；
电流表使用的0～0.6A，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.24A，
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（4）A、当开关S闭合时，电阻R₀短路，电压表测量电源电压；当开关S断开时，R₀和R_x串联，电压表直接测量R_x两端的电压U_x，可以计算出定值电阻R₀两端的电压U₀=U-U_x，根据I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$计算出电路中电流，最后根据R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{0}}$计算电阻大小；故A方案可行；
B、当开关S闭合时，电阻R_x短路，电压表测量电源电压；当开关S断开时，R₀和R_x串联，电压表测量电源电压，无法直接或间接测量出R_x两端的电压U_x；故B方案不可行；
C、当开关S接触点1时，电压表测量电源电压；当开关S接触点2时，R₀和R_x串联，电压表直接测量R_x两端的电压U_x，可以计算出定值电阻R₀两端的电压U₀=U-U_x，根据I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$计算出电路中电流，最后根据R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{0}}$计算电阻大小；故C方案可行；
D、当开关S接触点1时，电压表测量电源电压；当开关S接触点2时，R₀和R_x串联，电压表直接测量R_x两端的电压U_x，可以计算出定值电阻R₀两端的电压U₀=U-U_x，根据I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$计算出电路中电流，最后根据R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{0}}$计算电阻大小；故D方案可行．
故答案为：（1）如上图；（2）C；（3）2.5；0.24；0.6；（4）B．

点评 考查伏安法测电阻的探究实验，设计正确的电路图、排除电路故障是我们在实验中常遇到的问题，因此在实验课上我们要边实验边思考，将所学的理论与实际结合起来，锻炼我们解决实际问题的能力．注意伏安法测电阻的原理为欧姆定律的使用，一定要直接或间接测出电阻两端的电压和通过电阻的电流为目的，然后可由欧姆定律求得电阻的阻值．