Question

如圖（1）甲所示的電路中，電源電壓為3V，小燈泡上標(biāo)有“2.5V　0.25A”字樣．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從最右端移到a點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；再移動(dòng)滑片到某點(diǎn)b時(shí)，電壓表的讀數(shù)如圖（1）乙所示（電源電壓和小燈泡的電阻保持不變）．

請(qǐng)回答：
（1）當(dāng)滑片P滑到b點(diǎn)時(shí)，電壓表的讀數(shù)為

2

V；小燈泡的電阻為

10

Ω．b點(diǎn)在a點(diǎn)的

右

（選填“左”或“右”）．
（2）滑片在b處時(shí)，求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值

5

Ω．
（3）滑片在b處時(shí)，求滑動(dòng)變阻器消耗的功率

0.2

W．
（4）同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)不小心將電壓表?yè)p壞了、現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室有：電流表、滑動(dòng)變阻器（阻值0～R₀）、導(dǎo)線若干、未知電阻Rx．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成測(cè)量未知電阻R_x的實(shí)驗(yàn)．經(jīng)討論后同學(xué)們達(dá)成共識(shí)，設(shè)計(jì)的電路如圖（2），以下是他們的實(shí)驗(yàn)操作步驟：
①按電路圖連接好實(shí)物電路．
②

將滑片調(diào)整到最左端，測(cè)出此時(shí)電流為I₁

；
③

將滑片調(diào)整到最右端，測(cè)出此時(shí)電流為I₂

．
未知電阻R_x的數(shù)學(xué)表達(dá)式：R_x=

I2R0

I1-I2

．

Answer 1

分析：（1）電壓表的讀數(shù)：首先確定電壓表使用的量程，然后確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)．
燈泡正常工作，由額定電壓和額定電流求電阻．
串聯(lián)電路中電阻起分擔(dān)電壓的作用，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓增大，能確定電阻的變化，進(jìn)而確定滑片的移動(dòng)方向．
（2）先求得滑動(dòng)變阻器兩端的電壓和通過(guò)的電流，再求電阻．
（3）由滑動(dòng)變阻器兩端的電壓和電流，根據(jù)P=UI求得功率．
（4）通過(guò)電路圖可知，滑動(dòng)變阻器在電路中相當(dāng)于一個(gè)定值電阻，一次阻值為0，一次阻值為R₀，通過(guò)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(yīng)該選擇0～3V，移動(dòng)滑片時(shí)，沒(méi)有拆接電路，電壓表還是連接的0～3V，所以電壓表的示數(shù)是2V．
小燈泡的電阻保持不變，R=

UL

IL

=

2.5V

0.25A

=10Ω，
串聯(lián)電路中電阻起分擔(dān)電壓的作用，電壓表的示數(shù)變小，燈泡分擔(dān)的電壓變小，滑動(dòng)變阻器分擔(dān)的電壓增大，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻增大，需要滑片向右移動(dòng)，所以b點(diǎn)在a點(diǎn)的右側(cè)．
故答案為：2；10；右．
（2）當(dāng)滑片P滑到b點(diǎn)時(shí)，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(dòng)變阻器兩端電壓為U_b=U-U′=3V-2V=1V，
滑動(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)步驟為：②將滑片調(diào)整到最左端，測(cè)出此時(shí)電流為I₁；
③將滑片調(diào)整到最右端，測(cè)出此時(shí)電流為I₂；
未知電阻Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式：Rx=

I2R0

I1-I2

點(diǎn)評(píng)：在缺少電流表或電壓表的情況下測(cè)量電阻，一般借助定值電阻或已知最大阻值的滑動(dòng)變阻器，根據(jù)提供的電流表或電壓表確定待測(cè)電阻與定值電阻或滑動(dòng)變阻器的連接方法，是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵．