Question

在“測(cè)量小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）電路接通后，小明發(fā)現(xiàn)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使其接入電路的電阻減小時(shí)，電壓表的示數(shù)也變小了，你認(rèn)為電路連接中存在的錯(cuò)誤是

電壓表接在了滑變器的兩端

． 而小東連接好電路開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)都不變化，這是因?yàn)?!--BA-->

滑動(dòng)變阻器的電阻線全部連入電路，滑片不起調(diào)節(jié)作用

．
（2）改正電路后，小明將測(cè)得的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填在下面的表格中：

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物理量	1	2	3	4
電壓U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
電流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
電阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為

8.3

Ω（保留一位小數(shù)）．
（3）分析表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這說明

鎢燈絲溫度降低電阻減小

．這種現(xiàn)象在生活中也也有體現(xiàn)，例如家里的白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲

容易

（選填“容易”或“不容易”）燒掉．
（4）小明還想測(cè)出一段電爐絲的電阻值，可是在連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表已被燒壞；請(qǐng)你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干），幫助小明設(shè)計(jì)一個(gè)不移動(dòng)電壓表就能測(cè)出這段電爐絲阻值的電路．把你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖畫在虛線框內(nèi)（電爐絲的符號(hào)為：（“”）．

Answer 1

分析：（1）從伏安法測(cè)電阻的電路入手分析，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值減小時(shí)，待測(cè)電阻兩端電壓和滑動(dòng)變阻器兩端電壓的變化情況，從而可以確定電壓表的位置．
根據(jù)題意可知，滑動(dòng)變阻器不起調(diào)節(jié)作用，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的使用方法可以確定其連接的錯(cuò)誤所在．
（2）根據(jù)公式R=

U

I

，可以表格中的額定電壓和額定電流值即可求出其正常發(fā)光時(shí)的電阻．
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，燈絲的電阻在減小，根據(jù)電阻的決定因素可以確定燈絲電阻與溫度關(guān)系；用電器中電流越大，用電器越容易燒毀，結(jié)合電阻與溫度的關(guān)系，從而可以確定白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲是否容易燒毀．
（4）利用動(dòng)變阻器的最大阻值和它兩端的電壓，可以起到電流表的作用，以及滑片P的移動(dòng)可以改變電路的連接方式，從而使電壓表測(cè)量不同電路兩端的電壓，由此可以得到滑動(dòng)變阻器兩端的電壓．進(jìn)而可以求得待測(cè)電阻的阻值．

解答：解：（1）用伏安法測(cè)量電阻的阻值所用的電路如下圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路得到電阻減小時(shí)，電阻中的電流增大，待測(cè)電阻兩端的電壓增大，即電壓表的示數(shù)要增大．由于電源電壓不變，所以滑此時(shí)動(dòng)變阻器兩端的電壓就要減�。�而此時(shí)電壓表的示數(shù)減小，說明電壓表并聯(lián)在了滑動(dòng)變阻器的兩端．

在使用滑動(dòng)變阻器時(shí)，只有選用一上一下兩個(gè)接線柱，滑動(dòng)變阻器才具有調(diào)節(jié)作用；
當(dāng)同時(shí)選用下面兩個(gè)接線柱時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值全部接入電路，滑動(dòng)變阻器不起調(diào)節(jié)作用；
當(dāng)同時(shí)選用上面兩個(gè)接線柱時(shí)，滑動(dòng)變阻器沒有接入電路，同樣不起調(diào)節(jié)作用．
此時(shí)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)都不變化，說明滑動(dòng)變阻器不起調(diào)節(jié)作用，就是由上面兩種情況造成的．
（2）由題意知，燈泡的額定電壓為2.5V，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，此時(shí)燈泡中的電流為0.30A，
小燈泡此時(shí)的電阻：R=R=

U

I

=

2.5V

0.30A

=8.3Ω．
（3）燈泡兩端的電壓越大，燈泡的功率越大，燈絲的溫度越高；通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，燈絲的電阻也在隨著溫度的升高而增大．
由此可以得出結(jié)論：鎢燈絲溫度降低電阻減�。�
當(dāng)開關(guān)剛接通時(shí)，白熾燈的燈絲溫度較低，電阻較小，燈絲中的電流較大，所以此時(shí)的白熾燈更容易燒毀．
（4）設(shè)計(jì)電路如下圖所示：當(dāng)滑片P位于最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器沒有接入電路，此時(shí)電壓表測(cè)量電源電壓U；
當(dāng)滑片P位于最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部接入電路，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的最大阻值R₂與待測(cè)電阻R₁串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)量待測(cè)電阻兩端的電壓U₁．
則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U₂=U-U₁．
此時(shí)電路中的電流：I=

U-U1

R2

，再利用此時(shí)R1兩端的電壓U₁，即可求出待測(cè)電阻R₁的阻值．

答案為：（1）電壓表接在了滑變器的兩端      
滑動(dòng)變阻器的電阻線全部連入電路，滑片不起調(diào)節(jié)作用 
（2）8.3
（3）鎢燈絲溫度降低電阻減小；容易
（4）如圖．

點(diǎn)評(píng)：測(cè)量電阻的方法有多鐘，伏安法是其中的一種；
其他方法有：若給出兩個(gè)電流表和已知阻值的定值電阻也可測(cè)量待測(cè)電阻的阻值；若給出兩個(gè)電壓表和已知阻值的定值電阻測(cè)量待測(cè)電阻的阻值；給出一個(gè)滑動(dòng)變阻器和一個(gè)電流表測(cè)量待測(cè)電阻的阻值以及此題的給出一個(gè)滑動(dòng)變阻器和電壓表測(cè)量待測(cè)電阻的阻值．
總之，測(cè)電阻用到的是間接法，其主要思路就是想法求得待測(cè)電阻兩端的電壓和通過它的電流，利用歐姆定律求得其阻值．