Question

8．在測量定值電阻 R（電阻約為10Ω）的實驗中，小明用如圖所示的器材進行實驗．

（1）他在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖甲所示，則接下來的操作是對電流表進行調(diào)零．
（2）用筆畫線代替導(dǎo)線在圖乙中完成實物電路的連接（要求：滑動變阻器的滑片向右滑動時連入電路的電阻變小）．
（3）小明按照上述要求連接完畢，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表立即有較大示數(shù)．實驗操作中可能存在的問題是滑動變阻器的滑片未調(diào)到最大阻值處．改正錯誤后，小明改變R_X 兩端的電壓和電流，兩次測得的電阻值分別為R₁=10.1Ω，R₂=10.2Ω第三次測量時，電流表的示數(shù)為 0.26A，電壓表的示數(shù)如圖丙所示．根據(jù)以上三次實驗數(shù)據(jù)，最后得出Rx=10.1Ω．
（4）完成實驗后細(xì)心觀察的小明發(fā)現(xiàn)桌上小燈泡上標(biāo)有“0.2A“的字樣，電壓值卻很模糊，而電壓表又壞了．他想利用電流表測出此燈的額定電壓值，于是更換一個已知電壓為 U 的電源，設(shè)計了如圖丁所示的電路圖，請你接著幫他完成實驗．
實驗步驟：
A：只閉合開關(guān)S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使電流表的示數(shù)I₁為0.2A
B：保持滑片的位置不變，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，記下此時電流表的示數(shù)I₂
表達(dá)式為：U_L額=U-I₁$\frac{U}{{I}_{2}}$（用所測或已知物理量符號表示）

Answer 1

分析 （1）使用電流表前應(yīng)對電流表進行調(diào)零，使指針指在零刻度線上；
（2）電流表、滑動變阻器均串聯(lián)在電路中，注意電流表量程和滑動變阻器接線柱的選擇；
（3）連接電路時，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值，電阻大小可多次測量取平均值；
（4）已知燈泡的額定電流，可以使小燈泡的工作電流等于額定電流，再利用歐姆定律求出燈泡的額定電壓．

解答 解：（1）由圖知，電流表指針沒有指在零刻度線上，使用電流表前應(yīng)對電流表進行調(diào)零，使指針指在零刻度線上；
（2）電流表、滑動變阻器均串聯(lián)在電路中；
電阻Rx約為10Ω，電源電壓為3V，則電路中最大電流為I$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，電流表應(yīng)選擇0～0.6A量程；
滑動變阻器接入電路的電阻絲就是下面被連接的接線柱與滑片P之間的部分，滑動變阻器的滑片向右滑動時連入電路的電阻變小，則應(yīng)接B接線柱．實物電路連接如下：
；
（3）發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表立即有較大示數(shù)．實驗操作中可能存在的問題是滑動變阻器的滑片未調(diào)到最大阻值處；
由圖知，電壓表量程是3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.6V，此時所測電阻R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.6V}{0.26A}$=10.0Ω；
實驗測得值應(yīng)為R_x=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{10.1Ω+10.2Ω+10.0Ω}{3}$=10.1Ω；
（4）實驗步驟：
A．只閉合開關(guān)S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使電流表的示數(shù)I₁為0.2A；
B．保持滑片的位置不變，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，記下此時電流表的示數(shù)I₂；
滑動變阻器接入電路的電阻為R_變=$\frac{U}{{I}_{2}}$，
只閉合開關(guān)S₁，滑動變阻器兩端的電壓為U_變=I₁R_變=I₁$\frac{U}{{I}_{2}}$，
則小燈泡的額定電壓為表達(dá)式為：U_L額=U-I₁$\frac{U}{{I}_{2}}$；
故答案為：（1）對電流表進行調(diào)零；
（2）見上圖；
（3）滑動變阻器的滑片未調(diào)到最大阻值處；10.1；
（4）A、只閉合開關(guān)S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，使電流表的示數(shù)I₁為0.2A；
B、保持滑片的位置不變，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，記下此時電流表的示數(shù)I₂；
U_L額=U-I₁$\frac{U}{{I}_{2}}$．

點評 本題考查了電路故障的判斷、實物電路的連接、歐姆定律的應(yīng)用、實驗操作設(shè)計，都屬于常規(guī)考試內(nèi)容，平時要注意多訓(xùn)練歸納，解題是時要注意認(rèn)真分析．