Question

2．小明用圖甲所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻，圖乙是小明未完成連接的實驗電路．
（1）請你按照電路圖，用筆畫線代替導線，完成圖乙中實驗電路的連接．
（2）小明將電路連接正確后，閉合開關，調節(jié)變阻器的滑片，使小燈泡剛好正常發(fā)光，此時電流表的示數如圖丙所示，電流表的讀數是0.3A，小燈泡的阻值是8.3Ω（小數點后保留一位）；
（3）當電壓值改變的時候，小燈泡的阻值變化（選填“變化”或“不變”）；
（4）小明又想測某未知電阻R_x的阻值，設計了如圖丁所示電路（R₀為已知阻值的定值電阻），并設計了如下實驗步驟，請幫他把缺少的步驟補全，并寫出R_x的表達式．
實驗步驟：
A．按照設計的電路圖連接電路
B．斷開S₂、閉合S₁記錄電流表示數為I₁
C．斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數為I₂，表達式：R_x=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$．（用已知和測量的物理量的符號表示）
（5）小明設計完這個實驗總覺得有點缺憾，你覺得這個實驗設計的不足之處沒有多次實驗測量求平均值減小誤差．

Answer 1

分析 （1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據圖丙電流表的量程和分度值讀出示數，利用歐姆定律求出小燈泡的電阻；
（3）燈泡燈絲的電阻與溫度有關；
（4）在沒有電壓表時，使定值電阻與待測電阻并聯，根據開關的狀態(tài)、電流表的示數以及歐姆定律得出定值電阻兩端電壓，然后根據歐姆定律的變形公式計算出被測電阻的阻值；
（5）測定值電阻阻值的實驗中，應多次測量求平均值減小誤差．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯；
由甲圖可知滑片左移時接入電路中的電阻變小，則圖乙中滑動變阻器的左下方接線柱必須接入電路中，如下圖所示：

（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.5V，
圖丙中，電流表測量程0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
（3）燈絲的電阻與溫度有關，當電壓改變的時候，燈絲的阻值變化；
（4）實驗步驟：
A．按電路圖連接電路．
B．斷開S₂、閉合S₁記錄電流表示數為I₁；
C．斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數為I₂；
由上知，U=I₁R₀，則R_x=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$；
（5）小明的這個實驗設計的不足之處是：沒有多次實驗測量求平均值減小誤差；
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）0.3；8.3；
（3）變化；
（4）斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數為I₂；$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$；
（5）沒有多次實驗測量求平均值減小誤差．

點評 本題考查了電壓表和滑動變阻器的連接、電流表的讀數、歐姆定律的應用、燈絲電阻與溫度的關系、安阻法測電阻等，涉及到的知識點較多，綜合性強；連接電路時要注意實物圖和電路圖的對應性以及多次測量在不同實驗中的作用．