Question

18．小明測量未知電阻R_x的阻值，已知電源電壓為6V且保持不變．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中實(shí)物圖補(bǔ)充完整（導(dǎo)線不允許交叉），要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變大；
（2）正確連接電路后，小明閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，故障的原因可能是電阻R_x短路（填“短路”或“斷路”）．
（3）排除故障后，小明閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測量了三組電壓值和對(duì)應(yīng)的電流值，根據(jù)每組電壓及電流的值，算出每組電阻R_x的阻值，要想得到最終的測量結(jié)果，他接下來的做法是應(yīng)對(duì)所得的阻值求平均值．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明和同組的小剛想測量小燈泡的額定功率，他們將定值電阻換成額定電壓為3.8V，電阻大約為10Ω的小燈泡，實(shí)驗(yàn)中他們發(fā)現(xiàn)電壓表0～15V量程損壞，他們關(guān)于實(shí)驗(yàn)方案展開了討論．
小剛：將圖中的電阻R_x換成小燈泡后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡兩端的電壓為額定電壓為2V，讀出電流表的示數(shù)，計(jì)算出小燈泡的電阻后，利用公式P=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{R}$計(jì)算出小燈泡的額定功率．
小明：應(yīng)該將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí)，小燈泡兩端的電壓為額定電壓，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)，計(jì)算出小燈泡的額定功率．
①請(qǐng)你將小明的方案補(bǔ)充完整；
②小剛和小明用各自的方法進(jìn)行了測量和計(jì)算，發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果相差較大，這是什么原因呢？
求助老師后，老師提醒他們，導(dǎo)體的電阻受溫度的影響，于是他們利用小剛的實(shí)驗(yàn)電路，讓小燈泡兩端的電壓逐次下調(diào)，使燈絲的溫度不斷降低，燈泡變暗直至完全不發(fā)光，測得小燈泡的電阻逐漸變小，于是他們明白了，由于燈絲的電阻隨溫度降低發(fā)生變化，導(dǎo)致小剛的測量結(jié)果比小明的測量結(jié)果大（填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)與被測電阻串聯(lián)，電壓表應(yīng)與被測電阻并聯(lián)，根據(jù)滑片向右移動(dòng)時(shí)電流變大確定變阻器的接線柱；
（2）先判定電路的連接狀態(tài)，然后根據(jù)電流表、電壓表示數(shù)的特點(diǎn)分析故障的原因；
（3）應(yīng)多次測量求平均值，以減小誤差；
（4）①小明的做法中，將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為電源電壓減去滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，等于小燈泡的額定電壓即3.8V，讀出電流表的示數(shù)，利用P=UI可求；
②小燈泡的電阻與溫度有關(guān)，據(jù)此分析．

解答 解：
（1）測電阻的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)與被測電阻串聯(lián)，電壓表應(yīng)與被測電阻并聯(lián)，滑片向右移動(dòng)時(shí)電流變大，說明變阻器連入阻值變小，所以應(yīng)將滑動(dòng)變阻器右下接線柱接入電路中，如圖所示：

（2）電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的電阻R_x短路或者電壓表沒有接入電路中；
（3）因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)是測量定值電阻的實(shí)驗(yàn)，所以在得到幾個(gè)數(shù)據(jù)以后，為了使結(jié)果更準(zhǔn)確，應(yīng)對(duì)所得的阻值求平均值；
（4）①小明的做法中，將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為電源電壓減去滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，U_額=U-U_滑，等于小燈泡的額定電壓即3.8V，讀出電流表的示數(shù)，利用P=UI求出小燈泡的額定電壓；
②小剛的做法，讓小燈泡兩端的電壓為2V，而他們?cè)鐚?shí)驗(yàn)過程中，電壓在減小，電阻也在減小，利用公式P=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{R}$計(jì)算出小燈泡的額定功率偏大．
故答案為：（1）如上圖；（2）短路；（3）應(yīng)對(duì)所得的阻值求平均值；
（4）2.2；①小明的做法中，將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為電源電壓減去滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，U_額=U-U_滑，等于小燈泡的額定電壓即3.8V，讀出電流表的示數(shù)，利用P=UI求出小燈泡的額定電壓；②大．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查測量小燈泡的功率的實(shí)驗(yàn)，是一道常見題．