Question

小明和小紅各自進行“測定小燈泡的電阻”的實驗．實驗中使用的小燈泡均標有“2.5V”字樣，所用電源和滑動變阻器相同．
（1）小明按圖1（a）正確連接電路，并將變阻器的滑片移至最右端．閉合開關(guān)后，三個電表的示數(shù)如圖1（b）、（c）、（d）所示，則他們所用的電源電壓為

6

V．接著他移動變阻器的滑片，當小燈泡正常發(fā)光時，觀察到滑片恰好在變阻器的中點上，小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為

7.1

Ω．（保留一位小數(shù)）
（2）小紅連接電路時只用了圖1（a）中的V₁，沒有使用V₂，連接的實物圖如圖2所示．閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡

不亮

；經(jīng)檢查，是由于一根導線連接錯誤．請你在實物圖中連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線．
（3）正確的連線后，小紅測得多組電壓表和電流表的數(shù)據(jù)，在坐標系中畫圖線，其中正確的是：

D

Answer 1

分析：（1）由圖（a）判斷電壓表V₁和V₂各測量誰的電壓，根據(jù)兩個電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度可以判斷電壓表V₁使用0～3V量程，電壓表V₂使用0～15V量程，可以判斷電源電壓值．
②知道電源電壓和燈泡兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電壓特點，求出滑動變阻器兩端電壓，根據(jù)電流表示數(shù)，求出滑動變阻器最大值．
③燈泡和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，知道燈泡兩端電壓和電源電壓，求出滑動變阻器兩端電壓，又知道滑動變阻器滑片在中點，滑動變阻器接入的值，求出電路電流，即燈泡正常工作電流．
知道燈泡額定電流和額定電壓，求出燈泡阻值．
（2）①電壓表電阻很大，電壓表串聯(lián)在電路中，電路電阻很大，電流很小，燈泡不能發(fā)光，
②實物連接圖中找錯誤之處，主要從電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用上考慮：
從電流表、電壓表的量程、連接方式、正負接線柱的接入方法上考慮．
從滑動變阻器接線柱的接入和滑片的位置考慮．
 （3）燈絲電阻隨溫度升高而增大．燈泡兩端電壓增大，燈絲溫度升高，電阻不斷增大．

解答：解：（1）①由圖（a）知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V₁測燈泡電壓，電壓表V₂測電源電壓，所以電壓表V₂示數(shù)大于電壓表V₁示數(shù)，但是電壓表V₁指針偏轉(zhuǎn)大于電壓表V₂指針偏轉(zhuǎn)，所以電壓表V₁選擇0～3V量程，所以電源電壓為6V，示數(shù)為2V，電壓表V₂選擇0～15V量程，示數(shù)為6V．
②滑動變阻器電壓為U滑=6V-2V=4V，
由電流表示數(shù)知，電路電流為0.2A，
所以滑動變阻器最大阻值為：R_滑=

U滑

I

=

4V

0.2A

=20Ω．
③滑動變阻器滑片在中點時，燈泡正常工作，
所以R_滑中=

1

2

R_滑=

1

2

×20Ω=10Ω，
U_滑中=6V-2.5V=3.5V，
所以電路電流為：I_正常=

U滑中

R滑中

=

3.5V

10Ω

=0.35A，
燈泡正常工作時的電阻：R=

U

I滑中

=

2.5V

0.35A

≈7.1Ω．
（2）①電壓表阻值很大，電壓表串聯(lián)在電路中電路電流很小，燈泡不能發(fā)光．
②從電源正極開始，依次經(jīng)開關(guān)、電流表、滑動變阻器、燈泡到電源負極，電壓表并串聯(lián)在燈泡兩端，如圖．
  
 （3）A、電流跟電壓成正比．不符合題意．
B、電壓增大，電流不變．不符合題意．
C、電壓增大，電流增大值更大．不符合題意．
D、電壓增大，電流增大值減小．符合題意．
燈絲電阻隨溫度升高而增大，所以電壓升高時，溫度升高，燈泡電阻增大，故選D．

點評：（1）根據(jù)兩個電壓表測量的電壓和電壓表指針偏轉(zhuǎn)情況，判斷電壓表所接量程，求電源電壓是解決本題的關(guān)鍵．
（2）定值電阻材料隨溫度變化不大，可以認為電壓增大，溫度升高，但電阻值不變；燈絲電阻材料隨溫度變化比較大，電壓增大，溫度升高，阻值增大．