Question

如图（1）甲所示的电路中，电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V　0.25A”字样．当滑动变阻器的滑片P从最右端移到a点时，小灯泡正常发光；再移动滑片到某点b时，电压表的读数如图（1）乙所示（电源电压和小灯泡的电阻保持不变）．

请回答：
（1）当滑片P滑到b点时，电压表的读数为________V；小灯泡的电阻为________Ω．b点在a点的________（选填“左”或“右”）．
（2）滑片在b处时，求滑动变阻器接入电路的阻值________Ω．
（3）滑片在b处时，求滑动变阻器消耗的功率________W．
（4）同学实验时不小心将电压表损坏了、现在实验室有：电流表、滑动变阻器（阻值0～R₀）、导线若干、未知电阻Rx．请设计实验完成测量未知电阻R_x的实验．经讨论后同学们达成共识，设计的电路如图（2），以下是他们的实验操作步骤：
①按电路图连接好实物电路．
②________；
③________．
未知电阻R_x的数学表达式：R_x=________．

Answer 1

解：
（1）灯泡的额定电压是2.5V，电压表应该选择0～3V，移动滑片时，没有拆接电路，电压表还是连接的0～3V，所以电压表的示数是2V．
小灯泡的电阻保持不变，R===10Ω，
串联电路中电阻起分担电压的作用，电压表的示数变小，灯泡分担的电压变小，滑动变阻器分担的电压增大，滑动变阻器连入电路的电阻增大，需要滑片向右移动，所以b点在a点的右侧．
故答案为：2；10；右．
（2）当滑片P滑到b点时，灯泡两端的电压是2V，电阻是10Ω，
电路电流为I′===0.2A，
滑动变阻器两端电压为U_b=U-U′=3V-2V=1V，
滑动变阻器接入电路电阻为R_b===5Ω．
故答案为：5．
（3）滑动变阻器消耗的功率为P_b=U_bI'=1V×0.2A=0.2W．
故答案为：0.2．
（4）答：实验步骤为：②将滑片调整到最左端，测出此时电流为I₁；
③将滑片调整到最右端，测出此时电流为I₂；
未知电阻Rx的数学表达式：Rx=
分析：（1）电压表的读数：首先确定电压表使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数．
灯泡正常工作，由额定电压和额定电流求电阻．
串联电路中电阻起分担电压的作用，滑动变阻器两端的电压增大，能确定电阻的变化，进而确定滑片的移动方向．
（2）先求得滑动变阻器两端的电压和通过的电流，再求电阻．
（3）由滑动变阻器两端的电压和电流，根据P=UI求得功率．
（4）通过电路图可知，滑动变阻器在电路中相当于一个定值电阻，一次阻值为0，一次阻值为R₀，通过两次实验数据列出欧姆定律的方程，求出电阻Rx．
点评：在缺少电流表或电压表的情况下测量电阻，一般借助定值电阻或已知最大阻值的滑动变阻器，根据提供的电流表或电压表确定待测电阻与定值电阻或滑动变阻器的连接方法，是设计实验的关键．