Question

【題目】小明利用“伏安法”測量未知電阻Rx的阻值，電源電壓約為3V，Rx的阻值約為10Ω。

（1）請用筆畫線代替導線，完成圖甲實物電路的連接。要求：滑動變阻器的滑片P向左滑動時，電流表示數變小。

（____________）

（2）對照圖甲實物電路，請你在虛線框內添上所缺的電學元件和導線，把電路圖補畫完整。

（___________）

（3）閉合開關，兩電表均無示數。將電壓表接在變阻器兩端時也無示數，但接在開關兩端時有示數，則電路故障是______。

（4）排除故障后，閉合開關移動變阻器的滑片P至某一位置，此時電壓表示數為2.7V，電流表示數如圖乙，則未知電阻Rx=______Ω。

（5）小華認為：不用電流表，只用電壓表和阻值為400Ω的定值電阻R0，由圖丁同樣可以測得未知電阻Rx的阻值。小華設計方案如下：

a．閉合S1、斷開S2，讀出電壓表示數為U1；

b．閉合S1、S2，讀出電壓表示數為U2。

①電阻Rx的表達式為Rx=______（用測量值U1、U2及R0來表示）。

②利用提供的實驗器材，小華設計方案______（選填“能”或“不能”）準確測得電阻Rx的阻值，你判斷的理由是______。

（6）若將待測電阻換成額定電壓2.5V小燈泡測額定功率，通過小燈泡的電流隨著它兩端電壓的變化如圖戊所示。分析圖象可知，當小燈泡兩端的電壓增大時，燈絲的電阻會______（選填“增大”、“不變”或“減小”），該小燈泡的額定功率為______W。

Answer 1

【答案】 開關斷路 9 R0 不能 R0太大，測得電阻Rx兩端的電壓值小于電壓表的分度值，無法準確讀取電壓值 增大 0.5

【解析】

（1）滑動變阻器的滑片P向左滑動時，電流表示數變小，即電阻變大，故滑動變阻器右下接線柱連入電路中，如下圖所示：

；

（2）根據電路圖知，變阻器右下接線柱連入電路中與待測電阻串聯：

；

（3）閉合開關，兩電表均無示數，電路可能斷路，將電壓表接在變阻器兩端時也無示數，說明變阻器之外的電路存在斷路，但接在開關兩端時有示數，則說明開關的之外的電路有斷路，故電路故障是開關斷路；

（4）故電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02A，由圖乙知：電流表的示數為0.3A，由歐姆定律，未知電阻：Rx==9Ω；

（5）①a．閉合S1、斷開S2，R0與Rx串聯，電壓表測量Rx的電壓，讀出電壓表示數為U1；

b．閉合S1、S2，電路為只有Rx的電路，此時電壓表測量電源電壓，讀出電壓表示數為U2。

R0兩端的電壓為U2-U1，通過R0的電流I=；

因為串聯電路電流處處相等Ix=I=；

電阻Rx的表達式為：Rx=；

②由已知條件可知，定值電阻R0的阻值約為400Ω，因為電源電壓為3V，根據歐姆定律：

I==；

Rx分的電壓約為：U=IR=A×10Ω=0.073V，測得電阻Rx兩端的電壓值小于電壓表的分度值，不能準確讀取電壓值；

（6）若將待測電阻換成額定電壓2.5V小燈泡測額定功率，通過小燈泡的電流隨著它兩端電壓的變化如圖戊所示，分析圖象可知，電壓為1.5V時，電流為0.15A，由歐姆定律，此時的電阻為：R′===10Ω；

同理，電壓為2.5V時，電流為0.2A，由歐姆定律，此時的電阻為12.5Ω；則當小燈泡兩端的電壓增大時，燈絲的電阻會增大；

該小燈泡的額定功率為：

P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W。