Question

6．小亮要測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻，如圖是他連線的部分電路，定值電阻的阻值為R₀：

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中電路連接完整，使滑動變阻器連入的阻值最大．
（2）檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)S，燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近3V，移動滑動變阻器的滑片P，電壓表示數(shù)保持不變．原因可能是燈泡斷路．
（3）小亮排除故障，并正確連接電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時燈泡正常發(fā)光．
（4）接下來的操作是保持滑片位置不變，用電壓表測出定值電阻R₀兩端的電壓，記為U₀；
（5）寫出小燈泡正常發(fā)光時電阻的表達式為R_額=$\frac{2.5V}{{U}_{0}}$•R₀．

Answer 1

分析 （1）燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接入電路中；滑動變阻器采用一上一下的接法；
（2）燈泡不亮，說明電路存在斷路；電壓表有示數(shù)，且接近電源電壓，說明電壓表與電源兩端直接連接，說明電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路；綜合分析可知：電路故障是：與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路；
（3）要測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時燈泡正常發(fā)光；
（4）（5）根據(jù)串聯(lián)電路的特點以及歐姆定律進行分析解答．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程并聯(lián)在燈泡的兩端，滑動變阻器采用一上一下的接法，滑動變阻器接左下接線柱，使滑動變阻器連入的阻值最大．如圖：

（2）電路連接好以后，閉合開關(guān)S，燈泡不亮，說明電路可能存在斷路；電壓表示數(shù)接近3V（接近電源電壓），移動滑動變阻器的滑片P，電壓表示數(shù)保持不變，則電路出現(xiàn)的故障可能是：燈泡斷路．
（3）要測量額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時燈泡正常發(fā)光．
（4）串聯(lián)電路中電流處處相等，所以接下來的操作是：保持滑片位置不變，用電壓表測出定值電阻R₀兩端的電壓，記為U₀．
（5）由于R₀兩端的電壓為U₀，則通過R₀的電流為I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；
由于串聯(lián)電路中電流處處相等，故小燈泡正常發(fā)光時的電阻：R_額=$\frac{{U}_{額}}{I}$=$\frac{2.5V}{\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}}$=$\frac{2.5V}{{U}_{0}}$•R₀．
故答案為：（1）如上圖； （2）燈泡斷路； （3）2.5；（4）保持滑片位置不變，用電壓表測出定值電阻R₀兩端的電壓，記為U₀；（5）$\frac{2.5V}{{U}_{0}}$•R₀．

點評 本題考查了滑動變阻器的正確使用和連接、歐姆定律的應(yīng)用、電路故障的判斷以及實驗的設(shè)計等，涉及的知識點較多．