Question

小紅用一只標有2.5V字樣的小燈泡練習測定小燈泡的電功率．
（1）小紅完成的電路連接如圖所示，閉合開關前滑動變阻的滑片P應置于 ______（選填“左”或“右”）端；
（2）小紅閉合開關，發現燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變．經檢查電路連接無誤，且導線無接觸不良之處，產生這種故障原因是 ______．
（3）排除故障后，為測定小燈泡的額定功率，應調節滑動變阻器的滑片使得電壓表示數為 ______V．
（4）小紅還想利用上述實驗裝置測量一段電爐絲的電阻R_x，可是連接電路時發現電流表已燒壞，原電路不能使用．請你利用現有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值已知為R的滑動變阻器、開關各一個，導線若干），幫助設計一個不用改變電壓表位置就能測出這段電爐絲電阻的電路．把你設計的實驗電路圖畫在虛線框內（電爐絲的符號用電阻的符號表示）．
（5）你的主要實驗過程及測量的物理量是 ______；計算電爐絲電阻的表達式是：R_x=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）從實物圖可知，滑阻接了右端下面接線柱，滑阻的滑片要移動到下面接線柱的另一側，阻值為最大，也就是左端．
（2）電流表無示數，說明電路斷路，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變說明和電壓表并聯的燈泡斷路．
（3）為測定小燈泡的額定功率，應調節滑動變阻器的滑片使得電壓表示數為燈泡額定電壓也就是2.5V．
（4）可用滑阻和待測電阻串聯，用電壓表和待測電阻并聯．
（5）可用電壓表和待測電阻并聯，讓滑阻調到最小、最大兩個位置，讀出電壓表讀數U₁、U₂，U₂就是待測電阻RX的電壓，就是待測電阻的電流，然后用電壓除以電流就可計算待測電阻的阻值．
解答：解：（1）滑阻的滑片要移動到下面接線柱的另一側，阻值為最大，也就是左端；
（2）電流表無示數，說明電路斷路，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變說明和電壓表并聯的燈泡處斷路（或燈絲斷了）；（3）應調節滑動變阻器的滑片使得電壓表示數為燈泡額定電壓也就是2.5V；
（4）如圖所示：把滑阻和待測電阻串聯，讓電壓表和待測電阻并聯．

（5）具體實驗步驟為：①閉合電路，先調節滑動變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數U₁也就是電源電壓；
②再調節滑動變阻器使得接入電路電阻為最大值R，記下電壓表的示數U₂，則此時電路電流為；
③待測電阻R_X==．
故答案為：（1）左；（2）燈泡斷路；（3）2.5；（4）見上圖；
（5）實驗步驟為：①閉合電路，先調節滑動變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數U₁也就是電源電壓；
②再調節滑動變阻器使得接入電路電阻為最大值R，記下電壓表的示數U₂，則此時電路電流為；
電阻表達式為R_X=．
點評：本題考查利用電壓表和滑動變阻器來測量未知電阻的阻值，要讓滑阻和待測電阻串聯，利用滑阻的最大最小值和電壓表的兩次讀數來求未知電阻的阻值．