Question

【题目】在初中物理电学实验中，通常用电流表和电压表进行有关

（1）小明同学在测定小灯泡的电功率时，选用的器材有：额定电压为2.5V的小灯泡（其阻值约为10Ω）“10Ω1A”的滑动变阻器、两节新干电池等。

①请用笔画线代替导线，帮小明同学将图甲中的实物电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大；

（_____________）

②小明同学连接电路后，闭合开关，滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑片P向_____端（选填“A”或“B”）移动，直至电压表的示数为2.5V时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_____W。

（2）小华同学设计了如图所示的电路来测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx，他使用的电源电压为3V，电流表量程为（0～0.6A、0～3A），电压表量程为（3～3V、0～15V）。

①小华同学须按照如图丁所示电路图连接电路后，闭合开关，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为2V，则他连接的电路出现该故障的原因是_____。

②排除故障换用新元件后，经检查电路完好。闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小时，电压表有示数，但电流表的指针偏转角度很小，电流太小的原因是_____，所以按小华所设计的电路来测量这个电阻是不合适的。

③为了测出电阻Rx的阻值，老师给小华同学又提供了两个开关和一个电阻箱R（0～9999Ω 5A），电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出阻值的变阻器，它的电路符号用表示，请你帮助小华同学设计一个能测出电阻Rx阻值的实验电路，要求电路只连接一次，将你设计的实验电路图画在图戊虚线方框中。

（_________）

Answer 1

【答案】 B 0.65 电流表被短路；②；③如图2或图3所示 电源电压太小（或电阻太大）

【解析】

（1）闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大，故将变阻器B接线柱连入电路中，额定电压为2.5V的小灯泡，电压表选用小量程与灯并联，其阻值约为10Ω，由欧姆定律，灯正常发光时的电流为： ＝0.25A，故电流表选用小量程与灯串联，如下图1所示：

②灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.6V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.26A，则小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65 W；

（2）①因为电流表指针不偏转，示数为零，所以可能是电流表出现了短路或Rx出现了断路；图中电压表测待测电阻的电压，又因为电压表的示数不等于电源电压，则不是由于电阻断路造成的（若电阻断路，则电压表与电源连通，电压表示数应为3V），故可判断电路的故障是电流表短路；

②由于电源电压为3V，而电阻Rx的阻值大约为几百欧，根据欧姆定律可知电路中的电流太小，原因是电源电压太小（或电阻太大）；所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值。

③电源电压为3V，根据分压原理知道，当两个串联的电阻阻值大小相等时，每个电阻分得的电压也相等，所以可以将Rx与电阻箱串联，电压表并联在Rx的两端，改变电阻箱连入电路中的电阻大小，当电压表示数为1.5V时，则电阻箱的阻值等于待测电阻的阻值，电路如图2所示：

另解：只闭合S、S1，将待测电阻与变阻器串联，电压表与待测电阻并联，移动变阻器的滑片，使电压表示数U；只闭合S、S2，将电阻箱与变阻器串联，电压表与电阻箱并联，移动变阻器的滑片，使电压表示数U；根据等效替代法，则电阻箱的阻值等于待测电阻的阻值；如图3所示；