题目内容

2．某同学想利用一只电流表和滑动变阻器R（最大阻值为R0）完成对未知电阻Rx的测量．如图是他们按照设计想法连接的部分实验电路．
（1）请你依据下面的实验步骤，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．（只添加一条导线）．实验步骤：
A．开关S1和S2都断开，将变阻器的滑片P移到阻值最大处，观察到电流表无示数；
B．使滑动变阻器连入电路的阻值不变（填“变大”、“变小”或“不变”），只闭合开关S1时，读取电流表的示数为I1；
C．再闭合开关S2时，读取电流表的示数为I2（I2＞I1）．
（2）请你用I1、I2和R或R0表示Rx，则Rx=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

分析 根据实验步骤，结合电路图和两次实验判断电路的连接方式，根据电路特点和欧姆定律求出表达式．

解答 解：（1）由实验步骤，I2＞I1，说明R与Rx并联，闭合开关S1、S2时两者并联．只闭合开关S1时，只有R接入电路中，由此连接实物如图所示：

B、由于是利用滑动变阻器为阻值已知的定值电阻，所以应保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，进行实验；
（2）只闭合开关S1时，只有R接入电路中，且R最大阻值为R0，
由欧姆定律得：电源电压U=U0=I1R0，
②闭合开关S1、S2时两者并联，根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可得：
通过Rx的电流，Ix=I2-I1，
由欧姆定律得：Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．
故答案为：（1）如上图；不变；（2）$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

点评 本题考查了测电阻实验的步骤和特殊方法测电阻，关键是根据实验步骤知道能利用电流表与已知阻值电阻组合间接测电压．

练习册系列答案
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10．某同学根据如图甲素食店路完成“伏安法测量定值电阻”的实验．

（1）根据图甲，将图乙中的实物电路连接完整．
（2）正确连接电路后，闭合开关．①若发现电流表和电压表的示数都很大，这说明小华在实验操作上存在的问题是未将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；②若电压表示数约为3V，但无论怎样移动变阻器滑片，电流表示数始终为0，则电路中出现的故障可能是定值电阻断路；
（3）排除以上故障后，调节滑动变阻器，把测量的几组数据描成如图丙所示的图象，则该电阻的阻值R=3Ω；
（4）完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器都已损坏．于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R，重新设计并连接了如图丁所示的电路，电源电压未知且恒定不变．请把下列实验步骤补充完整：步骤1：只闭合开关S1，记下电压表的示数为U1；
步骤2：闭合开关S1、S2，记下电压表的示数为U2．Rx的表达式为$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．
17．在测定标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中：
（1）请你图1将实物电路补充完整．导线不能交叉．

（2）通过实验得到了三组U和I的数据（如表）．当灯泡两端电压为3.0V时，电流表示数如图2，请将读数填入表格中．
实验次数123
电压U/V1.52.53.0
电流I/A0.20.250.28
（3）本实验的实验原理是R=$\frac{U}{I}$；
（4）在连接电路时，电键应处在断开状态，在闭合电键前，实物图中滑动变阻器滑片P应处在B端（选填“A”或“B”）；
（5）小灯泡正常发光时的电阻为10Ω．
（6）由表中数据可知，在三次测量中灯泡的电阻相差较大，造成这一现象的原因是灯丝的电阻与温度有关．
7．小红做“测量未知电阻Rx的阻值”实验时，所用器材有：电源、未知电阻Rx、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干．
（1）在连接电路的过程中，开关应处于断开（选填“断开”或“闭合”）状态．
（2）电路连接好后，小红进行实验，记录的数据如下表，其中第3次实验电流表的示数如图所示，读数为0.16A，第3次实验所测的电阻值为12.5Ω．
（3）由实验数据可知，Rx的阻值为12Ω．
实验次数U/VI/AR/Ω
130.2611.5
22.40.212
32
14．小明同学在做“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验时，所用电源电压保持不变，实验用小灯泡上标有“0.2A”（正常发光时的电流）字样．
（1）如图是小明连接的不完整的实验电路，请你帮他将图中未连接部分接好，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮．

（2）小明将电路连好后，闭合开关时，发现小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电压表的示数为4.5W，则此故障可能为小灯泡断路（选填“小灯泡短路”、“小灯泡断路”或“滑动变阻器断路”）．
（3）小明排除故障后按照正确的操作进行实验，当他闭合开关时，发现电压表、电流表的示数分别为1.5V和0.15A，然后移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，滑片恰好在变阻器的中点上，小灯泡正常发光时的电阻12.5Ω，所用滑动变阻器的最大阻值为20Ω，灯泡正常发光时的电阻比1.5V时的电阻大，电阻变化的原因是灯泡在不同电压下的实际功率不同，灯丝的温度不同．
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