Question

小明和小楠同學(xué)想測量一個定值電阻的阻值．
（1）如圖1甲是他倆設(shè)計的實驗電路，請你依照圖甲用筆畫線代替導(dǎo)線在圖1乙中將沒有連接完的實物電路補充完整，并要求滑動變阻器向左移動時電流表示數(shù)變大．
（2）小明連接完電路后，閉合開關(guān)，燈泡不發(fā)光，觀察電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，請你分析故障原因：

燈泡短路

．
（3）若小明同學(xué)在做實驗時，移動滑片的位置，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大時，電壓表示數(shù)卻變小，你分析一下產(chǎn)生這個現(xiàn)象的原因是

電壓表與滑動變阻器并聯(lián)

．
（4）小楠連接好電路后，進行了實驗，但是由于小楠同學(xué)的疏忽，做完實驗后才發(fā)現(xiàn)，把測量的電流值都寫在草稿紙上而忘了填入記錄表格中．請你幫助小楠同學(xué)把記錄在草稿紙上的電流值填入表中．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	1.0	1.8	2.5
電流I/A	0.17	0.30	0.42

（5）完成上述實驗后，小楠同學(xué)想用原電路測量一個額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻．他用燈泡替換了電阻，按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出實驗中操作不當(dāng)之處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

（寫出一種即可）．
（6）小楠同學(xué)排除故障后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得五組實驗數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗次數(shù)	電壓表讀數(shù)/V	電流表讀數(shù)/A	燈泡電阻/Ω	燈泡電阻的平均值/Ω
1	0.5	0.16	3.13	R= 3.13+5.00+5.56+6.25+7.35 5 =5.46
2	1.0	0.20	5.00
3	1.5	0.27	5.56
4	2.0	0.32	6.25
5	2.5	0.34	7.35

a．根據(jù)上述表格，計算出小燈泡的額定功率是

0.85

W．
b．你認(rèn)為她的表格設(shè)計合理嗎？

不合理

 為什么？

燈泡在不同電壓下阻值不同，求燈泡電阻的平均值沒有意義

c．根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，小楠畫出小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系曲線，如圖2，由圖可知燈泡電阻的變化規(guī)律是

隨電壓增大，燈泡電阻增大

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電源電壓確定電壓表量程，滑動變阻器向左移動時電流表示數(shù)變大，則滑動變阻器接左下接線柱，電阻、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端．
（2）燈泡不發(fā)光，可能是燈泡斷路、短路，或燈泡之外電路斷路造成的，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析故障原因．
（3）滑動變阻器與電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點及電路現(xiàn)象分析原因．
（4）由歐姆定律可知，導(dǎo)體兩端電壓越大，通過導(dǎo)體的電流越大，據(jù)此把草稿紙上的數(shù)據(jù)填入表中．
（5）為保護電路，連接電路時，應(yīng)斷開開關(guān)，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值．
（6）由表中實驗數(shù)據(jù)找出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；
燈泡電阻隨溫度變化為變化，求不同電壓下燈泡電阻的平均值沒有意義；
根據(jù)圖象找出燈泡電流隨電壓變化的規(guī)律，然后由歐姆定律找出燈泡電阻的變化規(guī)律．

解答：解：（1）電源電壓是1.5V×2=3V，電阻、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，電路圖如圖所示．
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或短路或燈泡之外電路斷路造成的，燈泡短路時，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，符合電路故障現(xiàn)象．
（3）待測電阻與滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器接入電路的阻值變小時，電路電流變大，電流表示數(shù)變大，滑動變阻器電壓變小，由串聯(lián)電路特點可知，待測電阻兩端電壓變大，由題意可知：電流表示數(shù)變大時，電壓表示數(shù)卻變小，由此可見：滑動變阻器接在滑動變阻器兩端．
（4）由歐姆定律可知，隨電阻兩端電壓的增大，通過電阻的電流增大，據(jù)此把草稿紙上的數(shù)據(jù)填入表中，如下表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	1.0	1.8	2.5
電流I/A	0.17	0.30	0.42

（5）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，表明：連接完最后一根導(dǎo)線，電路是閉合的，說明連接電路時，開關(guān)沒有斷開；燈泡發(fā)出耀眼的光，這說明：燈泡實際功率很大，通過燈泡電流較大，電路電阻較小，連接電路時，滑動變阻器的最大阻值沒有介入電路．
（6）a、由表中實驗數(shù)據(jù)可知，燈泡額定電壓2.5V對應(yīng)的電流是0.34A，則燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.34A=0.85W；
b、由表格可知，求出燈泡在不同電壓下的電阻后，又求電阻的平均值，這是錯誤的，因為：燈泡電阻隨溫度的變化而變化，燈泡在不同電壓下的阻值不同，求燈泡不同電壓下電阻的平均值沒有意義．
c、∵I=

U

R

，∴R=

U

I

，由圖2所示I-U圖象可知，隨燈泡電壓U增大，通過燈泡的電流I增大，但△U＞△I，由R=

U

I

可知，隨燈泡電壓增大，燈泡電阻變大．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）燈泡短路；（3）電壓表與滑動變阻器并聯(lián)；（4）如上表所示；
（5）連接電路時開關(guān)沒有斷開；滑動變阻器阻值沒有全部接入電路；（6）a、0.85；b、不合理；
燈泡在不同電壓下阻值不同，求燈泡電阻的平均值沒有意義；c、隨電壓增大，燈泡電阻增大．

點評：本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、求燈泡功率、實驗數(shù)據(jù)處理評價、影響燈泡電阻的因素等問題，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握；連接電路圖時要注意電表正負(fù)接線柱不要接反，注意滑動變阻器的接法；要熟練掌握實驗的注意事項．