Question

小明同学用如如图所示的仪器进行“测量小灯泡功率”的实验，己知小灯泡额定电压是2.5V，
（1）将图的电路连接成完整的测量电路．

（2）电路中滑动变阻器对电路起保护作用，因此闭合开关前，其滑片应移到最______（选填“左”或“右”）端．闭合开关，移动变阻器滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数如如图所示，这时通过小灯泡的电流是______A．
（3）下面表一表二分别是小明和小东各自进行测量额定电压为2.5V同一小灯泡功率的实验收集的数据：

他们完成实验进行相互交流时，小明认为该小灯泡的额定功率为0.625W而小东认为该小灯泡的额定功率为0.494W，你认为______的说法正确．理由是______．
（4）完成上述实验后，小明想用原电路测量一段电阻丝Rx的阻值（约10Ω）．他用电阻丝替换了小灯泡，闭合开关，发现电压表已损坏，将其拆除，小明认为不改变其它电路元件连接方式，也能完成实验．请你帮助小明完成实验．已知滑动变阻器最大阻值为R′，电源电压恒定不变．  （写出实验操作和电阻R_x最后表达式）
实捡操作步骤
表达式：Rx=

Answer 1

【答案】分析：（1）有实物图可以看出：电压表缺少一根导线和灯泡并联，滑阻还需接入下面一个接线柱．
（2）滑动变阻器的滑片要移动到下面所接接线柱的另一侧，滑阻阻值为最大；根据电流表量程和指针位置可以确定电流读数．
（3）该实验是测量额定功率，额定功率是用电器在额定电压下的功率，而不是功率的平均值，所以小东计算平均功率是错误的．
（4）利用电源电压不变，把滑阻分别调到最大和最小读出各自电流，用两次的电流和电阻列出电压的表达式后，计算未知电阻．
解答：解：（1）把电压表正接线柱画出，把滑阻的下面一个接上，如图所示：

（2）滑阻下面接线柱接在了右端，滑片要在下面接线柱的另一侧即左端；电流表接小量程，根据指针位置可知：I=0.2A．
（3）小明所认为的电功率为额定电压下的电功率，也就是额定功率，而小东把电功率求了平均值，这是不合适的，额定功率是用电器在额定电压下的功率，而不是功率的平均值．所以小明是正确的．
（4）可以利用电源电压不变，把滑阻调到阻值最大和最小进行两次实验数据记录，并根据两次的电流和电阻列出电压的表达式，来计算未知电阻．具体实验步骤：
①将滑动变阻器滑片移到最小值端，电路中只有待测电阻R_X一个读出电流表示数I₁，则电源电压U=I₁R_X，
②将滑阻滑片移到最大值端，电路中电阻为滑阻最大值R′和待测电阻R_X的串联，读出电流表示数I₂，则电源电压U=I₂（R′+R_X）
③通过化简可得R_X 的表达式R_X=．
故答案为：（1）如上图；（2）0.2；
（3）小明、额定功率是用电器在额定电压下的功率，而不是功率的平均值；
（4）实验步骤：
①将滑动变阻器滑片移到最小值端，电路中只有待测电阻R_X一个读出电流表示数I₁，则电源电压U=I₁R_X，
②将滑阻滑片移到最大值端，电路中电阻为滑阻最大值R′和待测电阻R_X的串联，读出电流表示数I₂，则电源电压U=I₂（R′+R_X）
③通过化简可得R_X 的表达式R_X=．
点评：利用电流表或电压表来测量未知电阻的值是电学实验中较难的题目，这类题要利用电源电压相等，来列出两个不同的电源电压的表达式，对两个表达式化简，然后求待测电阻的阻值．