Question

小明想測額定電壓為2.5V，正常工作電流小于0.3A的小燈泡的電阻．
（1）如圖是小明沒有連接完的實物電路，請你用筆畫線代替導線將實物圖補充完整．（要求滑動變阻器連入電路的阻值最大）

（2）連接好電路后，小明進行了實驗，記錄的數據如下表所示．

次數	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

請仔細分析分析實驗數據，回答以下問題：
①表中有一個明顯的錯誤數據，請指出錯誤數據并分析產生的原因．

 

．
②小燈泡正常發光時的電阻為

 

Ω．
（3）完成上述實驗后，小明想用原電路測量一段電阻絲R_x的阻值（約10Ω）．他用電阻絲替換了燈泡，閉合開關，發現電壓表已損壞，將其拆除，不改變其他電路元件的連接方式，小明也完成了實驗．請簡述實驗步驟并寫出計算R_x的最后表達式．（已知滑動變阻器的最大阻值為R₀）
實驗步驟：

 

．
表達式：R_x=

 

．

Answer 1

分析：（1）滑動變阻器上面接線柱接好后，接入的下面接線柱離滑片最遠，連入電路的阻值最大．
燈泡額定電流小于0.3A，電流表選擇0～0.6A量程．
（2）電路中最大電流為0.6A，大于0.6A的電流都屬于明顯的錯誤數據，知道電壓和電流，根據R=

U

I

，求出電阻．
（3）滑動變阻器的最大阻值已知，滑動變阻器和被測電阻串聯，讓滑動變阻器全部接入和不接入，來改變電路的電阻，完成電流表的兩次測量，利用兩次電路的電源電壓相等，列出等式，解出R_X．

解答：解：（1）滑片在最右端，接入左下端的接線柱，連入電路電阻最大．
電流表選擇0～0.6A量程，
連接電流表的0.6A接線柱和滑動變阻器的左下端接線柱，如下圖：

（2）①電流表選擇0～0.6A，電路最大電流為0.6A，所以數據1.0錯誤．
根據第2次和第4次實驗知，電流在0.18A～0.23A之間，應該的量程讀錯了，按照0～3A量程讀的．
②指針位置相同時，0～3A量程的讀數是0～0.6A量程的讀數的5倍，
所以，燈泡的正常工作電流為0.2A．
R=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω．
（3）被測電阻R_X與滑動變阻器串聯在電路中，電流表串聯在電路中，
滑動變阻器的電阻為零時，只有被測電阻R_X接入電路，測得電流為I₁，電源電壓為I₁R_X，
滑動變阻器的電阻最大為R₀時，R₀與R_X串聯，測得電路電流為I₂，電源電壓為I₂（R₀+R_X），
所以，I₁R_X=I₂（R₀+R_X），
所以，R_X=

I2

I1-I2

R0．
故答案為：（1）如上圖．
（2）①1.0讀數時看錯電流表的量程；②12.5；
（3）實驗步驟：閉合開關，使滑動變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數I₁；
將滑動變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數I₂．
表達式：R_X=

I2

I1-I2

R0．

點評：常規測電阻是利用伏安法，在電壓表或電流表缺少時，當滑動變阻器最大電阻已知時，采用滑動變阻器和被測電阻串聯．滑動變阻器的阻值最大和最小時，完成兩次測量，根據U=IR，求出電源電壓，利用兩次過程的電源電壓相等，列出等式，解被測電阻R_X．