Question

20．小明用圖所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡電阻，

（1）小明將電路正確連接后，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）；
（2）當(dāng)電壓值改變的時候，小燈泡的阻值變化（選填“變化”或“不變”）；
（3）小明又想測某未知電阻R_x的阻值，設(shè)計了如圖丁所示電路（R₀為已知阻值的定值電阻），并設(shè)計了如下實驗步驟，請幫他把缺少的步驟補全，并寫出R_x的表達(dá)式．
實驗步驟：
A．按照設(shè)計的電路圖連接電路；
B．閉合S₁、S₂記錄電流表示數(shù)為I₁；
C．?dāng)嚅_S₂，記錄電流表示數(shù)為I₂；
D．利用測得數(shù)據(jù)寫出待測電阻R_x的表達(dá)式：R_x=$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{2}}$•R₀．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表示數(shù)，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式求出燈泡的阻值；
（2）燈絲的電阻與溫度有關(guān)，隨溫度的升高而增大，據(jù)此回答問題；
（3）在沒有電壓表時，使定值電阻與待測電阻并聯(lián)，根據(jù)開關(guān)的狀態(tài)、電流表的示數(shù)以及歐姆定律得出定值電阻兩端電壓，然后根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計算出被測電阻的阻值．

解答 解：（1）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；
（2）當(dāng)燈泡兩端電壓改變時，燈泡的實際功率發(fā)生改變，所以燈絲的溫度發(fā)生變化，而燈絲的電阻與溫度有關(guān)，因此小燈泡的阻值發(fā)光改變．
（3）閉合S₁、S₂，此時電阻R_x被短路，電流表示數(shù)為I₁，則電源電壓U=I₁R₀；
再斷開S₂，此時R_x與R₀串聯(lián)，記錄電流表示數(shù)I₂，則電源電壓為U=I₂（R₀+R_x）；
根據(jù)電源電壓不變可知：I₁R₀=I₂（R₀+R_x），解得：R_x=$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{2}}$•R₀．
故答案為：（1）0.3； 8.3；（2）變化；（3）斷開S₂，記錄電流表示數(shù)為I₂；$\frac{{I}_{1}-{I}_{2}}{{I}_{2}}$•R₀．

點評 本題考查了電流表讀數(shù)、電阻的計算以及燈絲電阻與溫度的關(guān)系等問題；對電流表讀數(shù)時，要先確定電流表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時，視線要與電流表刻度線垂直．（3）問是該題的難點，利用特殊法測量電阻，關(guān)鍵要利用好開關(guān)的作用．