Question

5．小明用圖甲所示的電路測(cè)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(shí)驗(yàn)電路．

（1）實(shí)驗(yàn)中電壓表的量程為0-3V．
（2）小明將電路連接正確后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使小燈泡剛好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，電流表的讀數(shù)是0.3A，小燈泡的阻值是8.3Ω（小數(shù)點(diǎn)后保留一位）；
（3）當(dāng)電壓值改變的時(shí)候，小燈泡的阻值變化（選填“變化”或“不變”）；
（4）小明又想測(cè)某未知電阻R_x的阻值，設(shè)計(jì)了如圖丁所示電路（R₀為已知阻值的定值電阻），并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)幫他把缺少的步驟補(bǔ)全，并寫出R_x的表達(dá)式，實(shí)驗(yàn)步驟：
A．按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路．
B．?dāng)嚅_S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁．
C．閉合S2，斷開S1，記錄電流表示數(shù)為I₂．
表達(dá)式：R_x=$\frac{{{I}_{1}R}_{0}}{{I}_{2}}$（用已知和測(cè)量的物理量的符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表的量程；
（2）根據(jù)電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求燈的電阻大小；
（3）燈絲的電阻隨溫度的變化而變化；
（4）在沒有電壓表的情況下，電流表和定值電阻R₀應(yīng)起到電壓表的作用，所以先只閉合開關(guān)S₁，測(cè)出通過(guò)
R₀的電流I₁，得到電源電壓U；再只閉合S₂，測(cè)出通過(guò)R_x的電流I₂，根據(jù)歐姆定律求出R_x的值．

解答 解：（1）燈的額定電壓為2.5V，所以電壓表選用0-3V；
（2）電流表的小量程分度值為0.02A，示數(shù)為
0.3A，燈的電阻R═$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.3A}$=8.3Ω；
（3）當(dāng)電壓值改變的時(shí)候（如增大），通過(guò)燈的電流也隨之改變（增大），根據(jù)P=UI，燈的功率也發(fā)生了改變（增大），燈的溫度升高，根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的改變（增大）而改變 （增大），所以小燈泡的阻值變化（增大）；
（4）在上面的分析基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路．
B．?dāng)嚅_S₂、閉合S₁記錄電流表示數(shù)為I₁．
C．閉合S₂，斷開S₁，記錄電流表示數(shù)為I₂．
在B中，電源電壓U=I₁R₀，在C中，通過(guò)R_x的電流為I₂，則R_x=$\frac{{{I}_{1}R}_{0}}{{I}_{2}}$．
故答案為：（1）0-3V；
（2）0.3；8.3；
（3）變化；
（4）C 閉合S₂，斷開S₁，記錄電流表示數(shù)為I₂；$\frac{{{I}_{1}R}_{0}}{{I}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題用伏安法測(cè)電阻，考查量程的選擇、電流表的讀數(shù)、影響電阻大小的因素、電阻大小的計(jì)算及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，屬于中等難度的題目．