Question

測定“小燈泡正常發(fā)光時的電阻”，實驗所用器材有：電壓為6V的電源、規(guī)格是2.5V的小燈泡（小燈泡大于5Ω）、滑動變阻器（50Ω 1A）、以及符合實驗要求的電表、開關(guān)和導線．圖1所示是小亮同學沒有連接完整的電路．

（1）本實驗的實驗原理是

 

；
（2）請你用筆畫線代替導線，將圖1所示的電路連接完整．
（3）小亮連好電路后閉合開關(guān)，移動滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是

 

（寫一種即可）．
（4）小敏接好最后一根導線，燈泡亮一下就熄了，小敏在實驗操作中做得不妥的是：

 

；

 

．
（5）小亮同學排除故障后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P，同時眼睛應(yīng)注視

 

（選填序號）．
A．小燈泡亮度；B．電壓表示數(shù)；C．電流表示數(shù)；D．滑動變阻器滑片．
（6）小亮同學移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表的示數(shù)為2.2V，要測量小燈泡正常發(fā)光的電阻，應(yīng)將滑片P向

 

 端移動（填：A/B）．當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖2所示，則小燈泡的電阻是

 

Ω．該實驗中滑動變阻器除了保護電路外，還有

 

的作用．
（7）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關(guān)系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電壓表示數(shù)始終為如圖3所示，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數(shù)，若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）伏安法測燈泡的電阻的原理是：R=

U

I

．
（2）根據(jù)燈泡額定電壓和額定功率確定電流表的量程，將電流表串聯(lián)在燈泡兩端．
（3）電流表無示數(shù)，說明電路為斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩端相連；據(jù)此分析；
（4）為保證電路安全，連接電路時開關(guān)要斷開，閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為最大阻值；
碰觸電路的最后一根導線時，燈立即發(fā)出明亮的光，可以從開關(guān)與滑動變阻器兩方面分析原因；
（5）電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，增大燈泡電壓．
（6）故障排除后，閉合開關(guān)時，滑動變阻器連入電路的阻值最大，燈泡兩端電壓是處于最小值，所以要提高燈泡兩端的電壓，需要減小電路電阻，減小滑動變阻器的電阻；根據(jù)電路圖確定滑片的移動方向；
根據(jù)電壓表、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)歐姆定律的變形公司擬求出燈泡的電阻；
滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓．
（7）在探究電流跟電阻的關(guān)系的實驗中，因為保持電阻兩端的電壓為2V不變，則根據(jù)串聯(lián)電路的電阻與電壓的關(guān)系，即可結(jié)合滑動變阻器的最大阻值解答．

解答：解：（1）伏安法測燈泡的電阻的原理是：R=

U

I

．
（2）燈泡額定電壓是2.5V，小燈泡大于5Ω，則燈泡正常工作時電流約為：I=

U

R

=

2.5V

5Ω

=0.5A；所以電流表應(yīng)選0～0.6A量程，電流表與燈泡串聯(lián)，電路圖如圖所示：

（3）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，或燈泡之外電路斷路造成的；
電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連接相連，
電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，綜合分析可知，小燈泡斷路．
（4）碰接電路的最后一根導線時，燈泡立即發(fā)光，而且很亮，是由于連接電路時，沒有閉合開關(guān)，滑動變阻器接入電路的阻值不是滑動變阻器的最大阻值；
（5）閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，為了是燈泡兩端的電壓達到額定電壓值，則移動滑動變阻器滑片P，同時，眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)．使燈泡兩端電壓等于燈泡額定電壓為止．
（6）故障排除后，閉合開關(guān)時，滑動變阻器連入電路的阻值最大，燈泡兩端電壓是處于最小值，所以要提高燈泡兩端的電壓，需要減小電路電阻，即應(yīng)將滑片P向B端移動；
由圖示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.2A；電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2V；
則燈泡的阻值為R=

U

I

=

2V

0.2A

=10Ω．
滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端電壓；
（7）在探究電流跟電阻的關(guān)系的實驗中，保持電壓表示數(shù)始終為如圖（丙）所示，即保持電阻兩端的電壓為2V不變，
則根據(jù)串聯(lián)電路的電流相同的特點得：
I_定值=I_滑動，
即：

U定值

R定值

=

U-U定值

R滑動

2V

R定值

=

6V-2V

R滑動

∴R_定值=

1

2

R_滑動，
∵R_滑動≤50Ω，
∴R_定值=

1

2

R_滑動≤

1

2

×50Ω=25Ω．
故答案為：（1）R=

U

I

；（3）小燈泡斷路；（4）①連接電路時開關(guān)沒有斷開；②滑動變阻器阻值沒有全部接入電路；（5）B；（6）B；10；改變燈泡兩端電壓；（7）25．

點評：本題考查了連接電路圖、作出實驗電路圖、實驗原理、電路故障分析、滑動變阻器作用、滑動變阻器調(diào)節(jié)等問題，是常考問題，一定要掌握；連接電路圖時，注意電表量程的選擇；本題難點是探究電流跟電阻關(guān)系的實驗中，為了保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律得出定值電阻R與滑動變阻器連入電路的電阻阻值關(guān)系．