题目内容

现准备用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,实验室能提供的实验器材有:
A.待测小灯泡L(其正常工作时的电阻值约为10Ω);
B.二节新的干电池串联(每节干电池的电压为1.5V);
C.电压表一个(量程为0~3V,0~15V,电阻为5KΩ);
D.电流表一个(量程为0~0.6A,0~3A,电阻为5Ω);
E.滑动变阻器R0(阻值为0~50Ω,额定电流为1A);
F.开关S一个,导线若干.则:
(1)如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻,那么,当小灯泡正常工作时,该电路中的电流约为__________A,因此,电流表的量程应选0~__________A。
(2)由于电流表和电压表都有一定的电阻,严格来说将它们接入电路后,对电路都要产生一定的影响。那么,为了减少误差,在甲、乙所示的电路图(未画完)中,最好选__________(选填“甲”或“乙”)。

(3)根据以上选择的电路图,在丙图中用铅笔画线代替导线进行连线,使之成为能比较精确地测量出小灯泡电阻的电路(其中,部分导线已连接)。
(4)在实验中,某同学设计的实验报告及实验记录数据如下表所示。
实验名称
用“伏安法”测量小灯泡的电阻
实验目的
练习使用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
实验步骤
a、按照电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电路中的__________最小。
b、闭合开关,调节滑片P,使小灯泡两端的电压达到__________V,然后,测量从额定电压开始逐次__________(选填“降低”或“升高”),获得几组数据。
c、根据测出的电压值和电流值,求出小灯泡的电阻。
实验记录
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
2.5
0.26
9.6
2.0
0.24
8.3
1.5
0.2
7.5
1.0
0.15
6.7
①将实验步骤中的空格填写完整。
②从实验记录中可以看出,存在明显错误的记录数字是__________。
③分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的,这是因为_____________________________。
(1)0.25;0.6,(2)甲,(3)如下图,(4)①a、阻值;b、2.5;降低.②0.2,③灯丝的电阻随着温度的变化而变化

试题分析:(1)灯泡额定电压为2.5V,正常工作时的电阻值约为10Ω,
则当小灯泡正常工作时电流约为,所以电流表应选0~0.6A量程;
(2)根据电压表内阻与电流表内阻对测量结果的影响大小进行判断。一般情况下为了减少误差应尽量选择内阻大的电压表,内阻小的电流表,当电流表的电阻与测量电阻相差不大时就选择外接法(如甲图),如果电压表的内阻较小,而电流表的内阻相对测量电阻非常小时就选择内接法(如乙图)。灯泡电阻约为10Ω,电流表内阻约为5Ω,电流表与灯泡串联时,电流表两端电压约为灯泡电压的一半,电流表的分压不能忽略,用电路图乙做实验,由于电流表分压造成的误差太大;灯泡电阻约为10Ω,电压表电阻为5KΩ,电压表电阻远大于灯泡电阻,由并联电路的电流特点可知,电压表与灯泡并联时,电压表的分流较小,可以忽略,因此用甲电路图进行实验,误差较小;为了减小误差,实验时要选择甲电路图;
(3)由题意知,电源是两节干电池串联,电压为1.5V×2=3.0V,电压表选0~3V量程,由(1)知,电流表选0~0.6A量程,电源、滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器要“一上一下”接入电路,电路图如图所示;

(4)①a为保护电路,闭合开关前,应调节滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值,使电路中的阻值最大;
b、连接完电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为灯泡额定电压2.5V,使小灯泡先正常发光,然后逐渐降低灯泡两端电压,进行测量;
②分析表中数据可知:电流表示数要保留两位小数,只有第三组的电流值0.2保留一位小数,则该数据记录错误;
③影响电阻大小的因素有:导体的材料,长度,横截面积和温度。灯泡中灯丝的材料,长度,横截面积都不会发生改变,根据表中数据,可看出灯丝的电阻随着灯泡两端电压的降低而减小,这是因为当灯泡两端电压减小时,灯泡的亮度会减小,灯丝的温度会降低,温度影响了灯丝的电阻。
练习册系列答案
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在电学实验中,往往认为电压表对测量的电路没有影响,事实上电压表有大的电阻值(简称内阻RV),在电路中有很小的电流通过电压表,电压表的示数就是这很小的电流与其内阻RV的乘积。现在要测量一个未知电阻Rx (大约2kΩ~3kΩ)的阻值,物理实验室中已有实验器材:2节干电池(电压未知)、未知电阻Rx、开关多个、导线若干。
另外,提供可选择的实验器材有3个:
A.电流表A1(0~0.6A,分度值0.02 A) 
B.电流表A2(0~5mA,分度值0.1 mA)  
C.电压表V(0~3V,RV=3kΩ)
请你利用已有实验器材,参考题目中给出的信息,再从提供可选择的的3个实验器材中选择2个或者1个器材设计两个实验方案,准确测量未知电阻Rx的阻值。
Ⅰ.方案一:
(1)选择的2个实验器材:             (填器材的序号)。
(2)在方框中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)。

(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量
(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx=                   
II.方案二:
(1)选择的1个实验器材:           (填器材的序号)。
(2)在方框中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)

(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量。
(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx=                       

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