Question

14．在“運用歐姆定律測量電阻”的活動中，所用電源的電壓保持不變，滑動變阻器R上標有“20Ω，1A”的字樣．
（1）小明連接了如圖甲所示的電路來測定額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時的電阻．
①小明同學連接的電路中，有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”，并在圖中改正（導(dǎo)線不許交叉）．

②電路連接改正后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表和電流表的指針都有偏轉(zhuǎn)，接下來的具體操作應(yīng)該是向左移動變阻器的滑片．
③調(diào)節(jié)滑動變阻器，眼睛注視電壓表（“電壓表”或“電流表”），當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如乙圖所示，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為8.3Ω．
（2）完成實驗后，小明同學想用原電路測某一定值電阻R_x的阻值，他用該電阻替換燈泡后，發(fā)現(xiàn)電壓表損壞了，便將其拆除．請你在不改變其他元件連接的方式下，幫他完成實驗．
①閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片P移到最左端，記下電流表的示數(shù)為I₁；
②將滑片移動到最右端，記下電流表的示數(shù)為I₂；
③定值電阻的表達式為R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{X}}{{I}_{2}}$-20Ω．

Answer 1

分析 （1）①分析電路的連接，找出錯誤之處改正；
②為保護電路，連接電路時，變阻器連入電路中的電阻最大，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表和電流表的指針都有偏轉(zhuǎn)，說明電路為通路，電路中電流太小，據(jù)此分析接下來的具體操作；
③燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)圖中電流表小量程讀數(shù)，由歐姆定律求電阻；
（2）分別將變阻器的最小電阻與最大電阻連入電路中，根據(jù)電流表示數(shù)，由歐姆定律，根據(jù)電源電壓不變求出待測電阻．

解答 解：（1）①原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中了，燈與變阻器并聯(lián)了，電壓表應(yīng)與燈并聯(lián)，變阻器與燈串聯(lián)，如下所示：

②電路連接改正后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表和電流表的指針都有偏轉(zhuǎn)，說明電路為通路，電路中電流太小，接下來的具體操作應(yīng)該是，減小變阻器連入電路中的電阻大小，即向左移動變阻器的滑片；
③燈在額定電壓下正常發(fā)光，調(diào)節(jié)滑動變阻器，眼睛注視電壓表，當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如乙圖所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.3A}$=8.3Ω；
（2）①閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片P移到最左端，記下電流表的示數(shù)為I₁；
②將滑片移動到最右端，記下電流表的示數(shù)為I₂
③將滑動變阻器的滑片P移到最左端，電路中只有待測電阻，由歐姆定律，電源電壓U=I₁R_X；
將滑片移動到最右端時，變阻器連入電路中的電阻為20Ω，兩電阻串聯(lián)，記下電流表的示數(shù)為I₂
；根據(jù)歐姆定律，電源電壓為U=I₂×（R_X+20Ω）
定值電阻的表達式為R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{X}}{{I}_{2}}$-20Ω．
故答案 為：（1）①如上所示；②向左移動變阻器的滑片；③電壓表；8.3；（2）②將滑片移動到最右端，記下電流表的示數(shù)為I₂
③$\frac{{I}_{1}{R}_{X}}{{I}_{2}}$-20Ω．

點評 本題測電阻大小，考查電路的連接、實驗注意事項、操作過程及設(shè)計實驗方案的能力，為中考的熱點題型．