Question

14．如圖甲是陽陽同學設計的根據歐姆定律測電阻的實驗電路．
（1）檢查無誤后，閉合開關．他將滑片P向左滑動時，電壓表示數將增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）；當P滑到某一位置時，兩表讀數如圖乙所示，由此可知電阻R=10Ω．你認為這個結果可靠嗎？不可靠，理由是只測了一數據數據，誤差較大．

（2）做完測電阻實驗后，陽陽發(fā)現桌上還有一個標有額定電流I_額的小燈泡和兩個開關，一個已知阻值為R₀的定值電阻，他想：能否在不用電流表的情況下測定小燈泡的額定功率呢？通過與同學討論，他設計出了如圖丙所示的電路圖，并完成了小燈泡額定功率的測量．具體操作是：
①閉合開關S、S₁，斷開開關S₂，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為I_額R₀；
②保持滑動變阻器的滑片位置不動，斷開開關S₁，閉合開關S₂，讀出此時電壓表示數為U；
③小燈泡的額定功率P額=（U-I_額R₀）I_額（用已知量和所測物理量符號表示結果）．

Answer 1

分析 （1）判斷將滑片P向左滑動時，變阻器接入電路中的電阻變化，由分壓原理，確定變阻器的電壓變化，由串聯電路電壓的規(guī)律，判斷電壓表示數的變化；
根據電表小量程讀數，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，求電阻大�。簽樘岣邷y量的準確度，要多次測量取平均值．
（2）當通過燈的電流為I_額時，燈正常發(fā)光，根據串聯電路電流的規(guī)律和歐姆定律，定值電阻的電壓為I_額R₀，故應閉合開關S、S₁，斷開S₂，使電壓表測定值電阻的電壓，移動變阻器的滑片，當電壓表示數為I_額R₀，燈正常發(fā)光；
保持滑片的位置不變，通過開關的轉換，使電壓表測定值電阻與燈串聯的總電壓U，因電路的連接關系沒有變化，各電阻的大小和電壓保持不變，燈仍正常發(fā)光，根據串聯電路電壓的規(guī)律，可求出燈的額定電壓，根據P_額定=U_LI_額求燈的額定功率．

解答 解：（1）將滑片P向左滑動時，變阻器接入電路中的電阻變小，由分壓原理，變阻器的電壓變小，由串聯電路電壓的規(guī)律，電壓表示數將增大；
當P滑到某一位置時，兩表讀數如圖乙所示，圖中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數為2V；
電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.2A，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，電阻大小：
R=$\frac{U′}{I}=\frac{2.0V}{0.2A}$=10Ω，
因只測了一組數據，誤差較大，這個結果不可靠；
（2）當通過燈的電流為I_額時，燈正常發(fā)光，在圖丙中，根據串聯電路電流的規(guī)律，由歐姆定律，移動變阻器的滑片，當電壓表示數為I_額R₀，燈正常發(fā)光；
保持滑片的位置不變，斷開開關S₁，閉合開關S₂，此時電路的連接關系沒有變化，各電阻的大小和電壓保持不變，燈仍正常發(fā)光，根據串聯電路電壓的規(guī)律，此時燈的電壓為U_L=U-I_額R₀，則小燈泡的額定功率：
P_額定=U_LI_額=I（U-I_額R₀）I_額．
故答案為：（1）增大；10；不可靠；只測了一數據數據，誤差較大；
（2）①S、S₁；I_額R₀；②S₁；S₂；（U-I_額R₀）I_額．

點評 本題用歐姆定律測電阻，考查變化電路的分析、電表讀數、電阻計算、數據處理及設計實驗方案測電功率的能力，有一定難度．