Question

（2013?荊州）有一個額定電壓為2.5V、用歐姆表測得阻值約為5Ω的小燈泡，小紅同學(xué)為了知道其在各種電壓下的阻值情況，選用了下列器材：電壓為6V的電源、量程為0～3V的電壓表、量程為0～0.6A的電流表、若干根導(dǎo)線、開關(guān)，還有兩只滑動變阻器（A：10Ω、1A；B：20Ω、1A）供選用．
（1）小紅應(yīng)選用滑動變阻器

B

．（選填“A”或“B”）
（2）畫出小紅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的電路圖

．
（3）測量多組數(shù)據(jù)后，小紅通過計(jì)算電阻值，發(fā)現(xiàn)各阻值相差較大，其中最大的是12.5Ω，最小的是5.8Ω，請你分析一下，產(chǎn)生這種情況的原因是

燈絲電阻受溫度的影響

．
（4）小紅最后用算出的這幾次電阻值的平均值作為小燈泡的電阻值，你認(rèn)為這是

不合理

的．（選填“合理”或“不合理”）

Answer 1

分析：（1）在串聯(lián)電路中，用電器兩端電壓與其阻值成正比，已知燈泡大約阻值和兩個滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)電源電壓一定得到燈泡兩端電壓的變化范圍，據(jù)此判斷滑動變阻器的規(guī)格．
（2）伏安法測燈泡電阻，電源、開關(guān)、燈泡、滑動變阻器、電流表串連接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，據(jù)此畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物圖，連線時要注意，電表正負(fù)接線柱不要接法，注意滑動變阻器的接法．
（3）當(dāng)小燈泡中的電流值增大時，燈絲的溫度會升高，其阻值增大．
（4）多次測量取平均值的目的是減小測量誤差，能否取平均值作為測量的最終結(jié)果，需要根據(jù)測量數(shù)值的差異是否是由于存在誤差造成的．

解答：解：（1）假設(shè)選擇A滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，
當(dāng)滑動變阻器接入電路阻值最大時為10Ω，
∵

U1

U2

=

R1

R2

∴

UL

UA

=

5Ω

10Ω

=

1

2

∴燈泡兩端的最小電壓為U_最小=

1

3

U=

1

3

×6V=2V，
無法測量兩端電壓低于2V時燈泡的電阻；
假設(shè)選擇B滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，
當(dāng)滑動變阻器接入電路阻值最大時為20Ω，
∵

U1

U2

=

R1

R2

∴

UL

UB

=

5Ω

20Ω

=

1

4

∴燈泡兩端的最小電壓為U_最小=

1

5

U=

1

5

×6V=1.2V，
可以測量兩端電壓低于2V時燈泡的電阻．
因此選擇B滑動變阻器．
（2）伏安法測小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖如下：
（3）小燈泡的電阻值存在明顯差異是因?yàn)闊艚z電阻受溫度的影響．
（4）不合理，因?yàn)闊艚z電阻隨著燈絲的溫度變化而變化，不同電壓時燈絲電阻不同不是由于誤差造成的，計(jì)算電阻平均值無意義．
故答案為：
（1）B；
（2）電路圖如下：

（3）燈絲電阻受溫度的影響；
（4）不合理．

點(diǎn)評：本題考查了滑動變阻器規(guī)格的選擇、電路圖的設(shè)計(jì)、電阻與溫度的關(guān)系以及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確處理，難點(diǎn)是根據(jù)燈泡額定電壓和電源電壓確定滑動變阻器規(guī)格和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確處理．