Question

6．如图1是小伟组测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的实物连线图．（已知滑动变阻器最大阻值为R₀）

（1）请用铅笔画线代替导线将电路补充完整．
（2）闭合开关后，发现电流表指针反偏，原因是电流表的正负接线柱接反了．问题解决后，小伟调节滑动变阻器，使小灯泡正常工作，电流表示数如图2所示，则小灯泡此时的电阻为10.42Ω．
（3）完成实验后，小伟想用原电路测某一定值电阻R_x的阻值，他用该电阻替换灯泡后，发现电压表损坏了，便将其拆除．请你在不改变其他元件连接的方式下，帮他完成实验．
实验步骤：
A．闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；
B．将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I₂．
表达式：$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R₀（用所测物理量符号表示）

Answer 1

分析 （1）利用伏安法测灯泡电阻时，电压表应于灯泡并联；
（2）电流表使用时，电流要从正接线柱流入，负接线柱流出，否则指针将反转；根据电流表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出灯泡的电阻；
（3）滑动变阻器的最大阻值已知，滑动变阻器和被测电阻串联，让滑动变阻器全部接入和接入电路中的电阻为0，来改变电路的电阻，完成电流表的两次测量，利用两次电路的电源电压相等，列出等式，解出R_x．

解答 解：（1）实验中，电压表应并联在灯泡两端，如下图所示：

（2）发现电流表指针反偏，说明电流表的正负接线柱接反了；
图2中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A，
则灯泡正常工作时的电阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.42Ω；
（3）实验步骤：
A．闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；
B．将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I₂．
因电源的电压不变，
所以，U=I₁R_x=I₂（R_x+R₀）
解得：R_x=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R₀．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）电流表的正负接线柱接反了；10.42；
（3）A．闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；
B．将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I₂；
表达式：$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R₀．

点评 常规测电阻是利用伏安法，在电压表或电流表缺少时，当滑动变阻器最大电阻已知时，采用滑动变阻器和被测电阻串联．滑动变阻器的阻值最大和最小时，完成两次测量，根据U=IR，求出电源电压，利用两次过程的电源电压相等，列出等式，解被测电阻R_x．