Question

小明想测额定电压为2.5V，正常工作电流小于0.3A的小灯泡的电阻．
（1）如图是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．
（2）小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即都有较大示数，他在实验操作中的两处错误是______ 和______．
（3）调好电路后，小明进行了实验，记录的数据如下表所示．

次数	U/V	I/A	R/Ω
1	1.5	0.17
2	2.0	0.18
3	2.5	1.0
4	3	0.23

请仔细分析分析实验数据，回答以下问题：
①表中有一个明显的错误数据，请指出错误数据并分析产生的原因：______．
②小灯泡正常发光时的电阻为______Ω．
（4）完成上述实验后，小明想用原电路测量一段电阻丝R_x的阻值（约10Ω）．他用电阻丝替换了灯泡，闭合开关，发现电压表已损坏，将其拆除，不改变其他电路元件的连接方式，小明也完成了实验．请简述实验步骤并写出计算R_x的最后表达式．（已知滑动变阻器的最大阻值为R）
实验步骤：______．
表达式：R_x=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据小灯泡的额定电流确定电流表的量程，保护电路的滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）接完最后一根导线，电表有示数说明开关闭和；电流表示数较大，说明电路电阻较小，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大位置；
（3）电路中最大电流为0.6A，大于0.6A的电流都属于明显的错误数据，知道电压和电流，根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻．
（4）滑动变阻器的最大阻值已知，滑动变阻器和被测电阻串联，让滑动变阻器全部接入和不接入，来改变电路的电阻，完成电流表的两次测量，利用两次电路的电源电压相等，列出等式，解出R_x．
解答：解：（1）小灯泡正常工作电流小于0.3A，所以电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器按一上一下的原则与灯泡串联，如图所示：

（2）接完最后一根导线，电表有示数说明开关闭和；电流表示数较大，说明电路电阻较小，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大位置．因此实验操作中的两处错误是：连接电路时开关没有断开；没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置．
（3）①电流表选择0～0.6A，电路最大电流为0.6A，所以数据1.0错误．
根据第2次和第4次实验知，电流在0.18A～0.23A之间，应该的量程读错了，按照0～3A量程读的．
②指针位置相同时，0～3A量程的读数是0～0.6A量程的读数的5倍，
所以，灯泡的正常工作电流为0.2A．
R===12.5Ω．
（4）实验步骤：闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；
将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I₂．
∵电源的电压不变，
∴U=I₁R_x=I₂（R_x+R）
解得：R_x=．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）连接电路时开关没有断开；没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；
（3）①1.0 读数时看错电流表的量程；②12.5；
（4）实验步骤：闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I₂；表达式：R_x=．
点评：常规测电阻是利用伏安法，在电压表或电流表缺少时，当滑动变阻器最大电阻已知时，采用滑动变阻器和被测电阻串联．滑动变阻器的阻值最大和最小时，完成两次测量，根据U=IR，求出电源电压，利用两次过程的电源电压相等，列出等式，解被测电阻R_x．