Question

图甲是小明“探究电流与电压关系”的实验中所连接的实物图．

（1）①将甲图中的滑动变阻器阻值调到最大，试触开关时，会看到的现象是电压表：

 

，电流表：

 

．
②图甲中有一根导线接错了，请在错误处画“×”，并在图上改正．
（2）改正错误后，测量了几组电压和电流的值如图表：

电压U/V	1.2	1.6	2.0	2.4	2.8
电流I/A	0.12	0.16	0.20	0.24	0.28

分析数据得出的结论是：

 

．
（3）用这个电路还可以测小灯泡的电阻，将定值电阻换成一只标有“2.5V”的小灯泡，闭合开关后当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙，则小灯泡正常发光的电阻是

 

Ω（保留小数点后一位数值），图丙是小灯泡的U-I图象，请你说明为什么电流与电压不成正比？

 

．
（4）小明又发现了一种能测出小灯泡正常发光时电阻的方法，他设计的电路如图丁所示，其中表示标准电阻箱（阻值变化范围是0～9999.9Ω）．（提示：图中的选择开关，可掷向A．B．C．D四档，当选择开关掷向A档时，1、2两支路同时接通）请你帮他写出主要的实验步骤：

 

；

 

小明知道了小灯泡正常发光电阻，还利用这个测量结果计算出小灯泡的额定功率，其表达式为P_额=

 

（用符号表示）

Answer 1

分析：分析电路故障时可以通过电流流向依次查找，探究电流与电压关系时，通过观察数据，很容易发现在电阻一定时，电流跟电压成正比，测电灯泡电阻时，得出的图象中电流跟电压不是正比关系，说明电阻在发生变化，最后是自主设计实验步骤，侧重考查学生实验综合能力．

解答：解：（1）①观察电路图，电流表跟被测电阻并联将被测电阻短路，电压表串联在电路中，由于自身电阻较大，因此电路中几乎没有电流，电压表此时测量电源电压，因此电压表指针偏转到表盘右侧无刻度线处超量程，电流表示数为0；
故答案为：指针偏转到表盘右侧无刻度线处；0．
②改正电路就是将电流表串联接在电路中，电压表和被测电阻并联，改正图见答案．

（2）通过观察数据表，可以发现：在电阻一定时，导体的电流跟导体两端电压成正比．
（3）由题可知：U=2.5V，电流表示数，I=0.24A，根据欧姆定律得：R=

U

I

=

2.5V

0.24A

=10.4Ω；
通过观察伏安特性曲线可知，电阻在不断变化，是因为金属导体的电阻随温度增加不断变大，即：小灯泡电阻是变化的，随灯丝温度升高而增大．
故答案为：10.4；小灯泡电阻是变化的，随灯丝温度升高而增大．
（4）通过“等效代替”思想来测量灯泡在额定电压下的电阻，因此实验步骤为：
①选择开关掷向A（或如图所示位置），调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V．
②将选择开关掷向B，保持滑动变阻器滑片位置不动，调节电阻箱使电压表的示数为2.5V，记下电阻箱连入电路中的阻值R₀，小灯泡正常发光的电阻就为R₀．
根据纯电阻功率的计算式得：灯泡额定功率P额= 

U 2 额

R0

．

点评：该题以“探究电流与电压关系”实验为基础，不仅考查了电流与电压的关系，而且考查了电路故障问题以及金属导体的电阻随温度变化规律和自主设计实验的能力．