Question

在测小灯泡电阻试验中（电源由两节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为2.5V）．聪明而粗心的灰太狼连接了如图甲所示的电路．
（1）①同组的红太狼发现电路连接有错，如果闭合开关，电压表的读数约为

 

V，电流表的度数约为

 

A；
②红太狼想要重新连接，可时间来不及了，灰太狼眼珠一转，在图示电路中只改变了某根导线一端的接线位置，就能测出小灯泡正常发光时的电阻值，请你在接错的那根导线上面“×”，并另画一根导线，使电路连接正确．
（2）灰太狼闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙），若他想测量小灯泡正常发光时的电阻值，应将图甲中滑片P向

 

（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（3）红太狼移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡正常发光的电阻值是

 

Ω，灯泡的额定功率为

 

W．
（4）红太狼根据图象发现通过灯丝的电流与其两端电压不成正比，请你分析出现这种现象的原因：

 

；若让他利用上面实物图探究“电阻上的电流跟电压的关系”你应将小灯泡换为

 

．并请你设计出记录表格．

Answer 1

分析：（1）①掌握电流表、电压表的电阻特点，若电压表串联在电路中，则其示数大约等于电源电压；若电流表并联在电路中，则将用电器短路；
②通过改变导线的位置，使电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联；
（2）根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数，利用串分压的知识判断滑片的移动方向；
（3）根据图象，判断出电压为2.5V时的电流值，根据P=UI和R=

U

I

计算出电功率和电阻的值；
（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；
要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，应用定值电阻进行实验；
记录表格中应有电流、电压、功率三项内容，并要多测几次．

解答：解：（1）①由图甲知，电压表串联在电路中、电流表与灯泡并联，由于电压表的电阻很大，此时电压表的示数约等于电源电压，电流表的示数约等于0；
②将灯泡改接到与电压表并联，如图所示：
；
（2）由图乙知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，所以电压表的示数为2.2V，低于额定电压，滑动变阻器的滑片应向左移动，减小阻值，使电压表的示数为2.5V．
（3）由图象知，当电压为2.5V时，电流值为0.2A，所以R=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω；P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以通过灯丝的电流与其两端电压不成正比；
要探究“电阻上的电流跟电压的关系”，需保持电阻的阻值不变，所以应换用定值电阻进行实验；
表格如下：

	电流I/A	电压U/V	电功率P/W
1
2
3

故答案为：（1）①3；0；②如上图所示；（2）左；（3）12.5；0.5；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；定值电阻；表格如上．

点评：此题是测小灯泡电阻实验，考查了电流表和电压表的接法及特点，同时考查了滑动变阻器的使用及额定电阻和额定功率的计算，关键是从图象中获取额定电压和对应的电流值，还考查了控制变量法的应用．