Question

在“測定小燈泡電功率”的實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω．
（1）請用筆畫線代替導線，將如圖所示的實驗電路中未連接部分連接完成（連線不得交叉）．
（2）連接電路時，開關應處于________狀態；按照你連接的電路，滑動變阻器的滑片應調節至最________（選填“左”或“右”）端．
（3）實驗時，調節滑動變阻器，當電壓表的示數為________V時，小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖11所示，則通過燈泡的電流為________A，小燈泡的額定功率是________W．
（4）同組的小華在完成以上的實驗后，想用現有的實驗器材測未知電阻的阻值，但他發現電壓表已經損壞而無法使用，經過思考后，他從物理老師那里借采了一只定值電阻R₀、兩只開關和若干導線．
①你利用小華手邊現有的器材，在框中為小華設計一個測量未知電阻阻值的實驗電路圖（部分電路已畫出）；
②寫出必要的實驗步驟和要測量的物理量并用字母表示．
③寫出R_X的表達式：R_x=________．

Answer 1

解：（1）電流表與燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯．讓電流從電表的正接線柱流入，從負接線柱流出．
據歐姆定律可以估算燈泡額定電流約為0.25A，確定電流表量程為0--3A．
據電源電壓是兩節干電池，確定電壓表量程為0--3V．
連接如圖：
．
（2）連接電路時，為了避免電路元件受損，開關要斷開，閉合電路前，應將滑動變阻器調到最大阻值，即滑片滑至最右端，保護電路元件．
（3）燈泡正常發光時，其兩端電壓必為額定電壓，即：U=2.5V，根據電流表讀數I=0.3A，
代入公式P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）把已知定值電阻R₀與未知電阻R_x并聯，每個支路各有一個開關單獨控制，電流表在干路上，單獨閉合一個支路，分別測R₀ 與R_x中的電流I₀和I_x．
根據并聯電路電壓相等，所以，I₀ R₀=I_xR_x，所以，R_x=

故答案為：（1）如上圖；
（2）斷開；右．
（3）2.5；0.3；0.75．
（4）①電路圖如圖所示；
②把已知定值電阻R₀與未知電阻R_x并聯，每個支路各有一個開關單獨控制，電流表在干路上，單獨閉合一個支路，分別測R₀ 與R_x中的電流I₀和I_x．
根據并聯電路電壓相等，所以，I₀ R₀=I_xR_x
③．
分析：（1）連接實物圖需注意，電表的正負極接入方式，以及量程的選擇．
（2）連接電路時，為了避免電路元件受損，開關要斷開，應將滑動變阻器調到最大阻值．
（3）據燈泡額定電壓U，電流表讀數I，用公式P=UI即可求解燈泡額定功率．
（4）電壓表損壞，只有電流表，利用已知定值電阻與未知電阻并聯，兩個開關單獨控制一個支路，電流表在干路上，當一個支路獨立工作時，測該支路電流．找電壓相等列等式求解．
點評：沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成并聯電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成串聯電路，找電流相等列等式求出被測電阻．