Question

小亮和小雨在“测定小灯泡电阻”的实验中，电源为2节新干电池，所用的小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V

小亮和小雨在“测定小灯泡电阻”的实验中，电源为2节新干电池，所用的小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V，电阻约为10Ω．（1）小亮的实验过程如下：①如图甲所示是小亮连接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）．②电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表的示数为0V，电流表有示数，产生这种现象的原因可能是：______．③以上故障排除后，再闭合开关，发现小灯泡仍不亮，但电流表和电压表示数均较小，接下来小亮应进行的操作是：______．④实验中小亮设计的实验记录表格如下，请你指出表格中的问题：______；小亮又根据实验数据绘制成U-I图象如图乙，根据图象提供的信息，可计算出小灯泡正常发光时的电阻是______Ω．实验次数电压/V电流/A电阻/Ω电阻平均值/Ω123（2）小雨还设计了如图丙所示的电路测量未知电阻Rx的大小（R0阻值已知）．下面是他的实验过程，请你帮他完成实验．（注：不改动元件和电表的位置及其连线）①按照设计的电路图连接电路②闭合开关S1、S2，读出此时电压表的示数为U1；③______；表达式：Rx=______．（用已知和测量的物理量的符号表示）

Answer 1

（1）①由图知，电压表串联在了电路中，应将其与灯泡并联，将滑动变阻器与灯泡串联，电路图如图所示：

②闭合开关，小灯泡不亮，电压表的示数为0V，电流表有示数，则小灯泡短路；
③故障排除后，再闭合开关，发现小灯泡仍不亮，但电流表和电压表示数均较小，则说明滑动变阻器的电阻较大，使得灯泡的实际功率太小造成，此时应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左滑动；
④灯丝的电阻随温度的升高而增大，实验表格中设计了求小灯泡电阻的平均值是错误的；
由图象知，当U=2.5V时，I=0.2A，则R=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω；
（2）③闭合开关S和S₂，断开S₁，则电压表测量R₀两端的电压，所以U₀=U₂；
U_x=U₁-U₂，I_x=I₀=

U2

R0

，则R_x=

Ux

Ix

=

U1?U2

U2 R0

=

U1?U2

U2

?R₀．
④若将S₂换成电压表，当闭合开关S和S₁时，两块电压表分别测量R₀和R_x的总电压及R_x两端的电压，又两个电压表的指针偏转角度相同，所以
U_总=5U_x，U₀=4U_x，
即U₀：U_x=4：1，
根据串分压的知识，则R₀：R_x=4：1，
所以R_x=

1

4

R₀=

1

4

×100Ω=25Ω
故答案为：（1）①见上图；②小灯泡短路；③向左移动滑动变阻器的滑片；④设计了电阻平均值一栏；12.5；
（2）断开S₂、闭合S₁读出此时电压表的示数为U₂；

U1?U2

U2

?R₀．