Question

10．实验一：在“测位置电阻R_x的阻值”实验中，有同学设计了如图1所示的两种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R₀．

①方案一的电路中，闭合开关S，如果电压表V₁和V₂的读数分别为U₁和U₂，则电阻R_x的阻值表达式为R_x=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}}$；
②方案二的电路中，闭合开关S，如果电流表A₁和A₂读数分别为I₁和I₂，则电阻R_x的阻值表达式为R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
（2）实验二：在“测小灯泡的功率”实验中，所给器材如图2所示，灯泡上标有“2.5V，*W”字样，请完成下列相关问题：
（1）用笔画线代替导线将图2中的实物连接完整，要求滑片向右移动时，灯变亮；同时请在图3虚线方框中画出准备闭合开关时，实物图所对应的正确电路图．实验中一共需要7根导线．
（2）闭合开关，快速移动滑动变阻器滑片，至滑动变阻器接入电路中电阻值接近最小处瞬间，电压表超过量程，发现灯泡突然刺眼的亮一下，然后就不亮了，此时灯泡两端电压为6V．

Answer 1

分析 实验一：①方案一中定值电阻与待测电阻串联，已知定值电阻电压与阻值，由欧姆定律可以求出电路电流，已知待测电阻两端的电压，由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值；
②方案二中定置电阻与待测电阻并联，已知电阻电阻阻值及流过定值电阻的电流，由欧姆定律可以求出并联电压；
根据并联电路的特点 求出流过待测电阻的电流，由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值；
实验二；（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片向右移动时，灯泡变亮说明接入电路中的电阻变小，即右下方接线柱必须接入电路中，按照实物图做出电路图；
（2）闭合开关，灯泡突然刺眼的亮一下，然后就不亮了，电压表示数超过量程，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，据此判断电路故障．

解答 解：实验一：①流过电路的电流I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$，电阻R_x的阻值R_x=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{{U}_{2}}{\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}}$；
②并联电路电压U=I₂R₀，流过待测电阻的电流I_X=I₁-I₂，
待测电阻阻值R_X=$\frac{U}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；
实验二：（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片向右移动时，灯泡变亮说明接入电路中的电阻变小，即右下方接线柱必须接入电路中，滑动变阻器选择右下接线柱，将灯泡、电流表以及滑动变阻器串联连接，如下图所示：
由图可知实验中一共需要7根导线；按照实物图做出电路图，如由图：

（2）闭合开关，灯泡突然刺眼的亮一下，然后就不亮了，电压表示数超过量程，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为灯泡断路，电压表示数为电源电压，即四节新的干电池的串联电压；U=4×1.5V=6V．
故答案为：实验一：①$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}}$；②$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；实验二：（1）如上图；7；（2）6．

点评 本题考查了伏安法测电阻的原理、实物图的连接、电流表读数、欧姆定律的应用、故障分析、滑动变阻器的使用以及灯丝电阻与温度的关系等问题，常见题目．