Question

在学习欧姆定律之后，老师请同学们设计一个测未知电阻R_x的电路．
（1）小明同学设计了如图甲、乙所示的两种电路．他选择了甲电路进行了实验，其中R为已知阻值的电阻，当S₁闭合S₂断开时，电流表读数为I；当S₁、S₂都闭合时，电流表读数为I₁．请你写出小明同学测R_x的表达式．R_x=______
（2）小华只把小明设计的乙电路中R_x换成标有“3.8V”字样新灯泡进行测量小灯泡电功率的实验．请你完成图中电路连接）．并请回答问题：
①实验过程中，小聪闭合开关，发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近电源电压，请分析电路出现故障的原因之一：______．
②排除故障后，小聪调节滑动变阻器滑片，使灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为______W．

Answer 1

【答案】分析：（1）分析清楚电路结构，根据欧姆定律求出电源电压，根据并联电路特点求出通过电阻R_X的电流，最后由欧姆定律求出电阻阻值．
（2）灯泡不亮可能是由断路或断路造成的，根据电路故障现象分析电路故障原因；
已知额定电压与灯泡正常发光时的电流，由电功率公式P=UI可以求出灯泡的额定功率．
解答：解：（1）由图甲可知，当S₁闭合S₂断开时，
只有电阻R接在电源两端，
∵I=，
∴电源电压U=IR；
由电路图可知，当S₁、S₂都闭合时，
两电阻并联，电流表测干路电流，
通过电阻R_X的电流I_X=I-I₁，
∵I=，
∴电阻阻值R_X==；
（2）①灯泡不亮，可能是灯泡断路，或灯泡短路，或灯泡之外电路断路造成的；
电流表无示数，说明电路存在断路；电压表有示数且接近电源电压，
说明电压表两接线柱与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路；
综合分析可知，电路故障是：灯泡断路．
②灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.5A=1.9W．
故答案为：（1）；（2）①灯泡断路 ②1.9．
点评：本题考查了求电阻、电路故障分析、求灯泡额定功率等问题，分析求出电路结构、熟练应用并联电路特点及欧姆定律可以求出待测电阻表达式；应根据电路故障现象，分析各种可能的故障原因，然后综合分析得出结论．