Question

【题目】在“测定小灯泡功率与电阻”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3．8V．

(1)请在图甲中用笔画线代替导线，完成电路连接_________．

(2)连接电路，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是____．

(3)排除故障后，在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中，发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示，电压调节非常不方便，这是由于选用了 __(选填“A”或“B”)滑动变阻器．可供选用的滑动变阻器：

滑动变阻器A(阻值范围0-500，滑片行程10cm)；

滑动变阻器B(阻值范围0-50，滑片行程10cm)．

(4)换用了另一个滑动变阻器并接通电路后，移动滑片位置，当电压表的示数为3．8V时，电流表的示数如图丙所示，则其额定功率为____W．

(5)实验中刚刚测完上述(4)中的一个数据，电流表突然损坏了．他们找到了一个阻值为10的定值电阻和一个单刀双掷开关并设计出电路图，重新进行了测量．请完成以下步骤：

步骤一： S2与接线柱1接通，闭合S1，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为____

步骤二：保持滑动变阻器阻值____（选填“变大”、“不变”、“变小”），将S2改与接线柱2接通，读取电压表读数UR。

步骤三：断开S1、S2，整理器材。

写出灯泡额定功率的表达式P=____．(用已知量和测量量表示)

(6)小刚想在上述实验的甲图基础上，进一步研究“一段电路中的电流跟电路两端电压的关系”，获得多组灯泡两端电压和电流的数据之后，发现电流与电压不成正比，请指出他的实验方法的不合理之处________．

(7)小刚又用下图进行“伏安法测电阻”， 如果考虑到电流表本身有一定的电阻（有分压作用），电压表本身也有一定的电阻（有分流作用），则测量值比真实值____________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）；如果电压表和电流表的读数分别为U和I，而它们自身电阻分别为Rv和RA，则Rx。更准确的表达式为_____________（数学表达式用已知字母表示）。

Answer 1

【答案】 灯泡断路 A 1.9w 3.8V 不变 0.836UR /（6-UR） 灯丝电阻随温度的变化而变化 偏小 URv/(IRv-U)

【解析】（1）灯泡的额定电压为3.8V，则电压表的量程为0～15V，且与灯泡并联，滑动变阻器的任意上方接线柱与灯泡串联，如下图所示：

（2）连接电路，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，说明电压表并联部分断路，可能是灯泡断路；

（3）由图乙可知，滑片移动时灯泡两端电压的变化开始不很不明显，说明滑动变阻器选择最大的阻值较大，为使电压调节方便应选B滑动变阻器；

（4）由实物电路图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，则乙图中电流表的示数为0.5A，其额定功率为P=UI=3.8V×0.5A=1.9W；

（5）实验步骤：①电路图如图所示

②步骤一：S2 与接线柱1接通，闭合S1 ，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3.8V；

步骤二：保持滑动变阻器阻值不变，将S2 改与接线柱2接通，读取电压表读数UR ；

步骤三：断开S1 、S2 ，整理器材

③根据滑动变阻器的不变得：6V3.8V/I=6VUR/UR/R0，解得：I=0.22UR/6UR

小灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.22UR/6UR=0.836UR/6UR

（6）研究一段电路中的电流跟电路两端电压的关系时要控制电阻不变，而灯丝的电阻随温度的变化而变化，是他的实验方法的不合理之处；

（7）图2中，根据并联电路电流的规律，电流表示数大于实验通过待测电阻的电流，根据R=U/I，所测电阻偏小；

根据分流原理：RV/RX＝IX/IV--------③

根据并联电路电流的规律，I=IX +IV -------④

待测电阻RX =U/IX------⑤

由③④⑤得：RX =（RV/IRVU）×U