Question

6．某同學(xué)利用如圖2所示的電路測(cè)定電阻R_x的阻值，所用滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，電源電壓不變．該同學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合開關(guān)S，觀察到電流表的示數(shù)為0.14A．當(dāng)他把滑動(dòng)變阻器的滑片移到中點(diǎn)位置（即滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為10Ω）時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)分別為2.5V、0.20A，接著他又移動(dòng)滑片到某點(diǎn)A，這時(shí)電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖1中（a）、（b）所示．

（1）通過(guò)分析可知A點(diǎn)在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)的右側(cè)．（選填“左”或“右”）
（2）請(qǐng)?jiān)谙卤碇袑⒃撏瑢W(xué)尚未記錄的數(shù)據(jù)填寫完整，并計(jì)算出電阻值．（計(jì)算電阻時(shí)，精確到0.1Ω）

物理量 序號(hào)	電壓/V	電流/A	電阻/Ω	電阻平均值/Ω
1	2.8	0.14	12.1	12.3
2	2.5	0.20	12.5
3	2.2	0.18	12.2

（3）小剛同學(xué)測(cè)量2.5V小燈泡的電阻時(shí)，連接的電路如圖3．檢查電路，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”，若沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，閉合開關(guān)，會(huì)出現(xiàn)電燈不亮，電流表指針幾乎不動(dòng)，電壓表指針有較大偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象．在圖中補(bǔ)畫出正確的連線，閉合開關(guān)前，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)B端．（選填“A”或“B”）．小剛繼續(xù)測(cè)量小電燈額定功率，移動(dòng)變阻滑的滑片P，眼睛應(yīng)先注視電壓表的示數(shù)，然后讀出另一電表示數(shù)，當(dāng)小電燈正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖4所示，則小電燈的額定功率為0.6W．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)滑片在中點(diǎn)時(shí)，利用歐姆定律的變形公式求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出電源電壓；
根據(jù)電壓表和電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表和電流表的示數(shù)，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律的變形公式求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的大小，再與滑動(dòng)變阻器最大阻值的一半比較可判斷A點(diǎn)的位置；
（2）根據(jù)歐姆定律和電壓表、電流表的示數(shù)以及串聯(lián)電路電壓的規(guī)律完成表格中的電壓和電流值；再利用歐姆定律的變形公式求出被測(cè)電阻的阻值，最后求出三次電阻的平均值即可．
（3）電壓表的正確使用：電壓表要并聯(lián)在電路中，不要超過(guò)使用的量程，正接線柱靠近電源的正極，負(fù)接線柱靠近電源的負(fù)極；滑動(dòng)變阻器有四個(gè)接線柱，選擇上面一個(gè)下面一個(gè)接入電路，滑片離接入的下面接線柱越遠(yuǎn)，接入電路的電阻越大．
要測(cè)量燈泡的額定功率，應(yīng)使燈泡兩端的電壓等于額定電壓，讀出電流表的示數(shù)，由P=UI計(jì)算出電功率的值．

解答 解：（1）根據(jù)題意可知，滑片在中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.5V，電流表的示數(shù)為0.2A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10Ω；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_中=I_中R_中=0.2A×10Ω=2V；
因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以電源電壓：U=2.5V+2V=4.5V；
根據(jù)圖1可知，電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V；
根據(jù)圖3可知，電流表量程為0～0.06A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.18A；
因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_A=4.5V-2.2V=2.3V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R_A=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$=$\frac{2.3V}{0.18A}$=12.8Ω＞10Ω，所以A點(diǎn)在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)的右側(cè)；
（2）滑動(dòng)變阻器的滑片在阻值最大的位置時(shí)，由I=$\frac{U}{R}$可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_最大=IR_最大=0.14A×20Ω=2.8V；
因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以被測(cè)電阻兩端電壓，即電壓表的示數(shù)：U=4.5V-2.8V=1.7V；
此時(shí)被測(cè)電阻的阻值：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.7V}{0.14A}$≈12.1Ω；
滑動(dòng)變阻器在中點(diǎn)時(shí)，被測(cè)電阻的阻值：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
滑片在A點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.2V，電路中的電流為0.18A；則被測(cè)電阻的阻值：R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.2V}{0.18A}$≈12.2Ω；
則被測(cè)電阻的平均值：R_x=$\frac{1}{3}$（R₁+R₂+R₃）=$\frac{1}{3}$×（12.1Ω+12.5Ω+12.2Ω）≈12.3Ω．
（3）如圖，電壓表的電阻很大，電壓表串聯(lián)在電路中，其他用電器相當(dāng)于導(dǎo)線，所以電壓表有示數(shù)，接近電源電壓，所以指針偏轉(zhuǎn)較大．
電壓表電阻很大，電路中電流很小，電流表的指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，小燈泡不發(fā)光．
正確電路如圖所示：
．
滑動(dòng)變阻器下面的接線柱接的左端，所以應(yīng)將滑片移至最右端即B端，使其阻值最大；
測(cè)量小電燈額定功率，移動(dòng)變阻滑的滑片P，眼睛應(yīng)先注視電壓表表的示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)等于小燈泡的額定電壓2.5V時(shí)，電燈正常發(fā)光；
由圖4知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A，則小電燈的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
故答案為：（1）右；（2）

物理量 序號(hào)	電壓/V	電流/A	電阻/Ω	電阻平均值/Ω
1	2.8	0.14	12.1	12.3
2	2.5	0.20	12.5
3	2.2	0.18	12.2

（3）電燈不亮，電流表指針幾乎不動(dòng)，電壓表指針有較大偏轉(zhuǎn)；B；電壓；0.6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、電壓表和電流表的讀數(shù)以及多次測(cè)量求平均值及電功率的計(jì)算，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，但都是基礎(chǔ)知識(shí)，平時(shí)注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累和學(xué)習(xí)．