Question

2．小明用圖1甲所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻，圖1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1乙中實驗電路的連接．

（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，此時電流表的示數(shù)如圖1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)點后保留一位）；小燈泡的額定功率是0.75W；
（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）另有同學設計了圖2二種測量方案，方案中已知定值電阻的阻值為R₀．

①方案一的電路中，閉合開關(guān)S，如果電壓表V₁和V₂的讀數(shù)分別為U₁和U₂，則電阻R_x的阻值表達式為R_x=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$R₀；
②方案二的電路中，閉合開關(guān)S，如果電流表A₁和A₂的讀數(shù)分別為I₁和I₂，則電阻R_x的阻值表達式為R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，滑動變阻器按一上一下原則接線；
（2）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式求出小燈泡正常工作時的阻值；根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率；
（3）燈絲的電阻隨溫度的改變而改變；
（4）根據(jù)電路圖分析電路結(jié)構(gòu)、明確各電路元件的連接方式，應用串并聯(lián)電路的特點及歐姆定律求出待測電阻阻值．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，因此電壓表的量程為0～3V，將燈泡的右接線柱與滑動變阻器下方任一接線柱相連，電壓表的3V接線柱與燈泡的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）根據(jù)圖丙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，小燈泡的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）當電壓值改變的時候，小燈泡的阻值變化，判斷的依據(jù)是燈絲的電阻受溫度的影響．
（4）①由方案一所示電路圖可知，待測電阻與定值電阻串聯(lián)，電路電流I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$；
由I=$\frac{U}{R}$可知，待測電阻阻值R_X=$\frac{{U}_{2}}{\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$R₀；
②由方案二所示電路圖可知，兩電阻并聯(lián)，通過待測電阻的電流I_X=I₁-I₂；
由I=$\frac{U}{R}$可知，并聯(lián)電阻電壓U=I₂R₀，待測電阻阻值：R_X=$\frac{U}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
故答案為：（2）0.3；8.3；0.75；（3）變化；（4）①$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$R₀； ②$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

點評 本題考查了連接電路圖、電流表讀數(shù)、求燈絲的阻值以及燈絲電阻與溫度的關(guān)系、求待測電阻阻值等問題，連接電路圖時要注意電表正負接線柱不要接反；對電表讀數(shù)時，要先確定電表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．