Question

12．小明同學(xué)在“伏安法測(cè)量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡上標(biāo)有“2.5V  0.3A”字樣，電源電壓為3V．請(qǐng)按要求回答下列問題：

（1）本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖1未連完的實(shí)物電路連接完整（要求滑片P向右滑時(shí)電流表示數(shù)變大），并在圖2右側(cè)虛線框內(nèi)畫出對(duì)應(yīng)的電路圖．
（3）小明連好電路后，閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)正常，電流表指針向著沒有刻度的一方偏轉(zhuǎn)，這是因?yàn)殡娏鞅淼恼�、�?fù)接線柱接反了，為了能正確完成實(shí)驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)該進(jìn)行的操作是：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓U	電流I	電阻R
1	1.0	0.17	5.9
2	2.0	0.23	8.7
3	3.0	0.29	10.3

立即斷開開關(guān)，然后按照電流從電壓表正接線柱接入，從負(fù)接線柱接出的方法連接好電路．
電路調(diào)整好后，某次測(cè)量時(shí)電流表與電壓表的示數(shù)如圖3所示，此時(shí)小燈泡燈絲的電阻值為8Ω．
（4）小明設(shè)計(jì)了右邊的實(shí)驗(yàn)記錄表，并將測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)記錄在表中，老師說他的記錄表存在不足，這不足之處是缺少燈絲溫度變化，不利于發(fā)現(xiàn)規(guī)律．
（5）小明發(fā)現(xiàn)三次測(cè)量的電阻值差別很大，但他確信讀數(shù)、記錄都是正確的，那么是什么原因?qū)е碌哪�？�?qǐng)說說你的看法：燈泡兩端電壓的增大，其實(shí)際功率變大，燈絲的溫度升高，電阻越大．

Answer 1

分析 （1）“伏安法”測(cè)電阻的原理是R=$\frac{U}{I}$，其中U代表電壓，用電壓表測(cè)量；I代表電流，用電流表測(cè)量．
（2）根據(jù)“一上一下”的接線原則和下方接線柱決定接入電路中電阻的大小進(jìn)行分析；先根據(jù)電源電壓和燈泡的電阻確定電壓表和電流表的量程，然后用導(dǎo)線將各元件依次連接起來（電壓表除外），電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓；根據(jù)實(shí)物圖可畫出電路圖；
（3）當(dāng)電壓表的指針向沒有刻度的那一邊偏轉(zhuǎn)，說明電流表的正、負(fù)接線柱接反了；應(yīng)斷開開關(guān)，將電壓表按照“正進(jìn)負(fù)出”接法接好；確定電壓表和電流表的量程和分度值，讀出電表的示數(shù)，利用R=$\frac{U}{I}$，求出此時(shí)的電阻；
（4）實(shí)驗(yàn)記錄表格欄中增加燈絲溫度變化，明確燈絲電阻變化的原因；
（5）金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大．

解答 解：（1））“伏安法”測(cè)電阻的原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）滑動(dòng)變阻器應(yīng)符合“一上一下”的接線原則，因?yàn)榛�片向右移�?dòng)，電流變大，說明滑片向右移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻減小，因此應(yīng)選擇右下方的接線柱；
因?yàn)殡娫措妷簽?V，電壓表量程選擇0～3V；小燈泡電流一般不超過0.6A，故電流表選擇0～0.6A；將電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如圖所示：

按照實(shí)物電路畫出對(duì)應(yīng)的電路圖如下：

（3）當(dāng)電壓表的指針向沒有刻度的那一邊偏轉(zhuǎn)，說明電流表的正、負(fù)接線柱接反了；為了能正確完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)立即斷開開關(guān)，然后按照電流從電壓表正接線柱接入，從負(fù)接線柱接出的方法連接好電路；
電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，此時(shí)的示數(shù)為1.6V；電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，此時(shí)的示數(shù)為0.2A；
此時(shí)的電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.6V}{0.2A}$=8Ω；
（4）記錄表格設(shè)計(jì)不全，缺少燈絲溫度變化，不利于發(fā)現(xiàn)燈絲電阻隨溫度的升高而增大的規(guī)律；
（5）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，隨著燈泡兩端電壓的增大，其實(shí)際功率變大，燈絲的溫度升高，電阻越大．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）見上圖；（3）電流表的正、負(fù)接線柱接反了；斷開開關(guān)；按照電流從電壓表正接線柱接入，從負(fù)接線柱接出的方法連接好電路；8；（4）缺少燈絲溫度變化，不利于發(fā)現(xiàn)規(guī)律；（5）燈泡兩端電壓的增大，其實(shí)際功率變大，燈絲的溫度升高，電阻越大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)，考查的知識(shí)點(diǎn)比較多，主要考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，有一定的難度．