Question

14．在“运用欧姆定律测量电阻”的活动中，所用电源的电压保持不变，滑动变阻器R上标有“20Ω，1A”的字样．
（1）小明连接了如图甲所示的电路来测定额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻．
①小明同学连接的电路中，有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）．

②电路连接改正后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表和电流表的指针都有偏转，接下来的具体操作应该是向左移动变阻器的滑片．
③调节滑动变阻器，眼睛注视电压表（“电压表”或“电流表”），当小灯泡正常发光时，电流表示数如乙图所示，则小灯泡正常发光时的电阻为8.3Ω．
（2）完成实验后，小明同学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．
①闭合开关，将滑动变阻器的滑片P移到最左端，记下电流表的示数为I₁；
②将滑片移动到最右端，记下电流表的示数为I₂；
③定值电阻的表达式为R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{X}}{{I}_{2}}$-20Ω．

Answer 1

分析 （1）①分析电路的连接，找出错误之处改正；
②为保护电路，连接电路时，变阻器连入电路中的电阻最大，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表和电流表的指针都有偏转，说明电路为通路，电路中电流太小，据此分析接下来的具体操作；
③灯在额定电压下正常发光，根据图中电流表小量程读数，由欧姆定律求电阻；
（2）分别将变阻器的最小电阻与最大电阻连入电路中，根据电流表示数，由欧姆定律，根据电源电压不变求出待测电阻．

解答 解：（1）①原电路中，电压表串联在电路中了，灯与变阻器并联了，电压表应与灯并联，变阻器与灯串联，如下所示：

②电路连接改正后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表和电流表的指针都有偏转，说明电路为通路，电路中电流太小，接下来的具体操作应该是，减小变阻器连入电路中的电阻大小，即向左移动变阻器的滑片；
③灯在额定电压下正常发光，调节滑动变阻器，眼睛注视电压表，当小灯泡正常发光时，电流表示数如乙图所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡正常发光时的电阻为R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.3A}$=8.3Ω；
（2）①闭合开关，将滑动变阻器的滑片P移到最左端，记下电流表的示数为I₁；
②将滑片移动到最右端，记下电流表的示数为I₂
③将滑动变阻器的滑片P移到最左端，电路中只有待测电阻，由欧姆定律，电源电压U=I₁R_X；
将滑片移动到最右端时，变阻器连入电路中的电阻为20Ω，两电阻串联，记下电流表的示数为I₂
；根据欧姆定律，电源电压为U=I₂×（R_X+20Ω）
定值电阻的表达式为R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{X}}{{I}_{2}}$-20Ω．
故答案 为：（1）①如上所示；②向左移动变阻器的滑片；③电压表；8.3；（2）②将滑片移动到最右端，记下电流表的示数为I₂
③$\frac{{I}_{1}{R}_{X}}{{I}_{2}}$-20Ω．

点评 本题测电阻大小，考查电路的连接、实验注意事项、操作过程及设计实验方案的能力，为中考的热点题型．