Question

实验小组的同学用如图所示的电路，测量电阻R的阻值．
（1）请你把这个电路连接完整，同时把表格补充完整

实验次数	电压U/V	电流I/A	电阻R/Ω
1	1.40	0.20	7.0
2	1.70	0.24	7.1
3	2.40	0.32	________

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________端．（填“左”或“右”）
（3）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，该故障的原因可能是________．（填“电阻R断路”或“电阻R短路”）
（4）通过这个实验，他们测得电阻R的阻值是________．
（5）实验小组测完电阻后，把R换成额定电压为2.5V的小灯泡，测量了小灯泡电功率，实验记录数据和现象如下表：

电压U/V	2.0	2.5	3.0
电流I/A	0.26	0.30	0.32
电功率P/W	________	________	________
灯泡发光情况	较暗	正常发光	很亮

根据他们记录的数据和现象得出：
①小灯泡的额定功率（填在本题的表格中）；②小灯泡灯丝电阻随两端的电压增大而________（填“增大”、“减小”或“不变”），原因是小灯泡的灯丝电阻跟温度________．（填“有关”或“无关”）

Answer 1

解：
（1）电源的负极与滑动变阻器的任意上方接线柱串联，电流表的负接线柱与定值电阻串联，如下图所示：

当U=2.4V，I=0.32A时，电阻的阻值R===7.5Ω；
（2）闭合开关前，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处的左端；
（3）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，该故障的原因可能是电阻R断路；
（4）通过这个实验，他们测得电阻值是R==7.2Ω；
（5）由表中数据可得：P₁=U₁I₁=2V×0.26A=0.52W，P₂=U₂I₂=2.5V×0.3A=0.75W，P₃=U₃I₃=3V×0.32A=0.96W，表格如下：

电压U/V	2.0	2.5	3.0
电流I/A	0.26	0.30	0.32
电功率P/W	0.52	0.75	0.96
灯泡发光情况	较暗	正常发光	很亮

①灯泡的额定功率为0.75W；
②根据欧姆定律可得：
R₁==≈7.69Ω，R₂==≈8.33Ω，R₃==≈9.38Ω，
所以灯丝的电阻随两端的电压增大而增大；
原因是随着电压的变大，通过灯丝的电流变大，灯丝产生的热量变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻值变大即灯丝电阻与温度有关．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）左；
（3）电阻R断路；
（4）7.2Ω；
（5）①0.75；②增大；有关．
分析：（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，电流表与定值电阻串联测通过的电流；已知电阻两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出电阻；
（2）闭合开关前，为防止电路中的电流过大烧坏用电器，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数说明电路断路即电压表并联的部分断路；
（4）多次测量求平均值可以减小误差；
（5）①额定电压下灯泡正常发光，根据P=UI求出对应的电功率；
②根据欧姆定律求出不同电压下的电阻，即可判断小灯泡灯丝电阻随两端的变化，影响导体电阻的因素有材料、长度、横截面积，另外还与温度有关，大部分金属导体，电阻值随温度的升高而增大．
点评：本题考查了实物电路图的连接、滑动变阻器的正确使用、电路故障的判断、欧姆定律和电功率的计算，会分析实验数据得出灯丝电阻与温度的关系是解决本题的关键．