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   问题:

小明在拆装手电筒时,发现手电筒的小灯泡上标有“2.5V”的字样,但上面的电流值已经模糊不清,他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电阻,图甲为他所连的实验电路.(1)同组的小李

问题描述:

小明在拆装手电筒时,发现手电筒的小灯泡上标有“2.5V”的字样,但上面的电流值已经模糊不清,他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电阻,图甲为他所连的实验电路.

(1)同组的小李同学在检查线路时,发现有一根导线连接错误.请你在图中用“×”标出这根错接的导线,并画出改接后的导线(不能与其他导线交叉).

(2)电路错误改正后,将滑动变阻器的滑片移至A端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近3V.发生这种现象的原因可能是______.

(3)排除故障后,再闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的实际功率为______W;为了测定小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动,直到______.

(4)在此实验的基础上,老师又出示为数百欧的电阻Rx,提问能否用上述方法测量其阻值.同学们分析得出上述方案不行,原因是:______.接着,小明与其他同学经过讨论,通过增加一电阻箱R0(0~9999Ω 5A)、定值电阻R(200Ω 2A)、单刀双掷开关等器材,设计出了A、B两种不同方案,其电路图如下:

①A方案所涉及的思想方法是______.

②在A、B两种不同的方案中,你认为方案______的设计可以让测量结果更准确,理由是:______.

毛健回答:

  (1)要使小灯泡与电流表串联,必须将滑动变阻器与小灯泡连接的导线断开;同时在小灯泡右侧接线柱和开关右侧接线柱之间连接一条导线,如下图所示:

  (2)当闭合开关后,灯不亮,电流表无示数,说明发生了断路;而电压表有示数,说明电压表能与电源相通,故是小灯泡断路;

  (3)①电流表选用0~0.6A量程,分度值是0.02A,故I=0.3A,此时实际功率P=UI=2V×0.3A=0.6W;

  ②电压表测灯泡电压,要测灯泡的额定功率,使灯泡两端电压为2.5V,

  要使电压表的示数由2V增大到2.5V,即灯泡两端电压增大,需要电流增大,总电阻减小,滑动变阻器电阻减小,滑片向B端移动;

  (4)电流与电阻成反比,电阻越大,电流越小;即阻值太大,电流太小,难以准确读数;

  ①用阻值很大的电阻箱和定值电阻代替滑动变阻器,应用的是探究实验的基本方法之一--等效替换法;

  ②方案A通过改变开关S连接a或b的位置,改变待测电阻Rx和电阻箱R与定值电阻R0的串联关系,虽能得出待测电阻的阻值,但只能得到一组数据,测量次数太少,误差较大;方案B可以根据需要改变电阻箱的阻值,从而得到多组实验数据,然后取平均值,误差更小.所以采用B方案.

  故答案为:(1)如上图;

  (2)小灯泡断路;

  (3)0.6;B;电压表示数为2.5V;

  (4)阻值太大,电流太小,难以准确读数;

  ①等效替代法;

  ②B;可以进行多次测量求平均值,以减小误差.

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