Question

18．小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻，图乙是小明未完成连接的实验电路．

（1）请你按照电路图，用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接．
（2）小明将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表的示数为零，产生故障的原因可能是可能是灯泡短路或电压表接触不良．
（3）排除电路故障后，闭合开关，调节滑片，使小灯泡刚好正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，电流表的读数是0.3A，小灯泡的阻值是8.3Ω（保留一位小数）；
（4）小明又想测某未知电阻Rx的阻值，设计了如图所示电路（R₀为已知阻值的定值电阻），并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出R_x的表达式．实验步骤：
A．按照设计的电路图连接电路
B．断开S₂、闭合S₁记录电流表示数为I₁
C．断开S₁、闭合S₂记录电流表示数为I₂（或S₁和S₂都闭合记录电流表示数为I₂）
表达式：R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）（用已知和测量的物理量的符号表示）

Answer 1

分析 （1）按电路图连接电路时，注意电路的连接顺序及连接方式，电压表与电阻并联，滑动变阻器应接一上一下；
（2）灯泡不发光，电流表指针不发生偏转，电路断路，电压表有偏转，电压表与电源接通，与电压表并联的电路断路．
（3）根据图确定电压表的量程和分度值，读出电流表的示数，根据公式R=$\frac{U}{I}$计算出其电阻；
（4）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻并联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出定值电阻两端电压，然后根据公式R=$\frac{U}{I}$计算出被测电阻的阻值．

解答 解：（1）电压表与灯泡并联，由于电源电压为3V，灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表可选择0～3V量程；
由电路图中，滑动变阻器应再连接下面左边的接线柱，如图所示：

（2）连好电路，闭合开关，电流表无示数，出现故障的原因可能是灯泡短路或电压表接触不良或电压表坏了．
（3）由图丙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，小灯泡的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（4）实验步骤：
①按电路图连接电路．
②断开S₂、闭合S₁记录电流表示数为I₁；
③断开S₁、闭合S₂记录电流表示数为I₂（或S₁和S₂都闭合记录电流表示数为I₂）；
表达式：R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．
故答案为：（1）见上图；（2）可能是灯泡短路或电压表接触不良；（3）0.3；8.3；（4）断开S₁、闭合S₂记录电流表示数为I₂（或S₁和S₂都闭合记录电流表示数为I₂）；$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．

点评 本题考查了连接电路图、电路故障分析、电压表读数、求灯泡额定电流与额定功率、灯泡正常发光电阻等问题，连接电路图时，注意量程的选择，对电压表读数时，注意确定电压表的量程与分度值．