Question

在學習歐姆定律之后，老師請同學們設計一個測未知電阻R _x的電路．
（1）小明同學設計的電路如圖甲所示．R為已知阻值的電阻，當S₁閉合S₂斷開時，電流表讀數(shù)為I；當S₁、S₂都閉合時，電流表讀數(shù)為I₁．請你寫出小明同學測R _x的表達式．R _x=______．

裝線訂
（2）小紅設計了一種不同于小明同學設計的測量電路，如圖乙所示．請你將圖丙中的器材按圖乙電路連接起來（用筆連線表示導線），要求滑動變阻器的滑片P處于最右端時，連入電路的阻值最大．
（3）小明只把小紅設計的電路中R _x換成標有“3.8V”字樣新燈泡進行測量小燈泡電功率的實驗．回答問題：
①實驗過程中，小明閉合開關，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮、電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，請分析電路出現(xiàn)故障的原因之一：______．
②排除故障后，小明調節(jié)滑動變阻器滑片，使燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定功率為______W．
③假若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，仍利用現(xiàn)有器材完成實驗，你認為應如何操作？______．

Answer 1

【答案】分析：（1）S₁閉合S₂斷開，電流表測的是流過電阻R的電流I，由U=IR可求出電源電壓U；S₁、S₂都閉合時電流表讀數(shù)I₁是電路總電流，由并聯(lián)電路特點知：流過電阻R_X的電流為I₁-I，然后由歐姆定律可求出電阻R_X的阻值．
（2）按原理圖連接實物圖，從電源正極出發(fā)，線連接干路，回到電源的負極，最后連接支路，注意滑動變阻器的連接方法．
（3）①電流表無示數(shù)，電路斷路；電壓表有示數(shù)且示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表能接在電源兩端，燈泡不亮說明斷路位置在燈泡處．
②燈泡電壓等于額定電壓U時，燈泡正常發(fā)光，已知電流值I，由P=UI可求出燈泡額定功率．
③燈泡額定電壓為3.8V，電壓表15V量程損壞，而3V量程小于燈泡額定電壓，電壓表不能測燈泡電壓，可用電壓表測滑動變阻器電壓，由串聯(lián)電路特點求出電阻電壓，進一步求功率．
解答：解：（1）由題意知：電源電壓U=IR，流過電阻R_X的電流I_X=I₁-I，R_x=．
（2）根據(jù)原理圖連接實物圖，實物圖如圖所示．
（3）①電流表無示數(shù)，電路斷路；電壓表有示數(shù)且示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表能接在電源兩端，故障的原因是燈泡斷路．
②燈泡正常發(fā)光時的電壓為額定電壓U=3.8V，電流I=0.5A，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.5A=1.9W．
③電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，仍利用現(xiàn)有器材完成實驗，操作如下：
把電壓表改接到滑動變阻器兩端，移動變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.2V，此時與滑動變阻器串聯(lián)的燈泡電壓
U_燈=6V-2.2V=3.8V，等于燈泡的額定電壓，讀出電流表示數(shù)I，由P=U_燈I計算出燈泡的額定電功率．
故答案為：（1）．（2）實物圖如圖所示．
（3）①燈泡斷路．②1.9W．③把電壓表改接到滑動變阻器兩端，移動變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.2V，此時與滑動變阻器串聯(lián)的燈泡電壓U_燈=6V-2.2V=3.8V，等于燈泡的額定電壓，讀出電流表示數(shù)I，由P=U_燈I計算出燈泡的額定電功率．

點評：連接實物圖時應注意：1、電壓表、電流表的正負極不要接反．2、注意電壓表、電流表的量程不要接錯．3、滑動變阻器的分壓與限流接法，滑片移動時阻值的變化應符合題意要求．4、作圖要美觀，連線不要交叉．