Question

如圖（1）甲所示的電路中，電源電壓為3V，小燈泡上標有“2.5V　0.25A”字樣．當滑動變阻器的滑片P從最右端移到a點時，小燈泡正常發光；再移動滑片到某點b時，電壓表的讀數如圖（1）乙所示（電源電壓和小燈泡的電阻保持不變）．

請回答：
（1）當滑片P滑到b點時，電壓表的讀數為

2

V；小燈泡的電阻為

10

Ω．b點在a點的

右

（選填“左”或“右”）．
（2）滑片在b處時，求滑動變阻器接入電路的阻值

5

Ω．
（3）滑片在b處時，求滑動變阻器消耗的功率

0.2

W．
（4）同學實驗時不小心將電壓表損壞了、現在實驗室有：電流表、滑動變阻器（阻值0～R₀）、導線若干、未知電阻Rx．請設計實驗完成測量未知電阻R_x的實驗．經討論后同學們達成共識，設計的電路如圖（2），以下是他們的實驗操作步驟：
①按電路圖連接好實物電路．
②

將滑片調整到最左端，測出此時電流為I₁

；
③

將滑片調整到最右端，測出此時電流為I₂

．
未知電阻R_x的數學表達式：R_x=

I2R0

I1-I2

．

Answer 1

分析：（1）電壓表的讀數：首先確定電壓表使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數．
燈泡正常工作，由額定電壓和額定電流求電阻．
串聯電路中電阻起分擔電壓的作用，滑動變阻器兩端的電壓增大，能確定電阻的變化，進而確定滑片的移動方向．
（2）先求得滑動變阻器兩端的電壓和通過的電流，再求電阻．
（3）由滑動變阻器兩端的電壓和電流，根據P=UI求得功率．
（4）通過電路圖可知，滑動變阻器在電路中相當于一個定值電阻，一次阻值為0，一次阻值為R₀，通過兩次實驗數據列出歐姆定律的方程，求出電阻Rx．

解答：解：
（1）燈泡的額定電壓是2.5V，電壓表應該選擇0～3V，移動滑片時，沒有拆接電路，電壓表還是連接的0～3V，所以電壓表的示數是2V．
小燈泡的電阻保持不變，R=

UL

IL

=

2.5V

0.25A

=10Ω，
串聯電路中電阻起分擔電壓的作用，電壓表的示數變小，燈泡分擔的電壓變小，滑動變阻器分擔的電壓增大，滑動變阻器連入電路的電阻增大，需要滑片向右移動，所以b點在a點的右側．
故答案為：2；10；右．
（2）當滑片P滑到b點時，燈泡兩端的電壓是2V，電阻是10Ω，
電路電流為I′=

U′

RL

=

2V

10Ω

=0.2A，
滑動變阻器兩端電壓為U_b=U-U′=3V-2V=1V，
滑動變阻器接入電路電阻為R_b=

Ub

I′

=

1V

0.2A

=5Ω．
故答案為：5．
（3）滑動變阻器消耗的功率為P_b=U_bI'=1V×0.2A=0.2W．
故答案為：0.2．
（4）答：實驗步驟為：②將滑片調整到最左端，測出此時電流為I₁；
③將滑片調整到最右端，測出此時電流為I₂；
未知電阻Rx的數學表達式：Rx=

I2R0

I1-I2

點評：在缺少電流表或電壓表的情況下測量電阻，一般借助定值電阻或已知最大阻值的滑動變阻器，根據提供的電流表或電壓表確定待測電阻與定值電阻或滑動變阻器的連接方法，是設計實驗的關鍵．