题目内容
某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器两只：R1（5Ω 0.5A）、R2（10Ω 0.5A）．同学们设计的电路如图1所示，但不知电压表的另一接线柱是接在电流表的哪一侧．
（1）请你设计一种方案补充电路图并完成实物图．
（2）滑动变阻器应选用 （选填“R1”、“R2”）；
（3）老师告诉小星，电流表和电压表是有电阻的，假设没有两只电表，小灯泡在0.3A时正常发光，现在按你设计的图形将电流值也调到0.3A，测得电功率是偏大还是偏小呢？ ．原因是 ．
（4）小明用图2来研究通过导体的电流跟导体电阻的关系．他第一次实验用的定值电阻的阻值为R1，闭合开关后，记下电流表的示数为I1．他第二次实验仅将定值电阻的阻值换为2R1，闭合开关后，记下电流表的示数为I2，结果发现I2＜I1，但I2≠
，由此，他认为电流跟电阻不成反比．你如何评价小明的结论？ ．
（5）如图3中，在不知道电源电压的情况下，能够利用已知电阻R0测出未知电阻Rx阻值的电路图是 （选填：“甲”、“乙”或“丙”）．
（1）请你设计一种方案补充电路图并完成实物图．
（2）滑动变阻器应选用
（3）老师告诉小星，电流表和电压表是有电阻的，假设没有两只电表，小灯泡在0.3A时正常发光，现在按你设计的图形将电流值也调到0.3A，测得电功率是偏大还是偏小呢？
（4）小明用图2来研究通过导体的电流跟导体电阻的关系．他第一次实验用的定值电阻的阻值为R1，闭合开关后，记下电流表的示数为I1．他第二次实验仅将定值电阻的阻值换为2R1，闭合开关后，记下电流表的示数为I2，结果发现I2＜I1，但I2≠
| I2 | 2 |
（5）如图3中，在不知道电源电压的情况下，能够利用已知电阻R0测出未知电阻Rx阻值的电路图是
分析：（1）滑动变阻器、电流表串联在电路中，电压表并联在电路中，故该题有两种接法，即电压表并联在灯泡两端，或电压表并联在灯泡和电流表的两端均可，在实物图中应特别注意正负接线柱及电压表及电流表量程的选择．
（2）由灯泡的额定电压确定电压表的量程．灯泡与滑动变阻器串联在约为6V的电源上，灯泡正常工作时，求得滑动变阻器电压，求得灯泡正常工作时的电流，即滑动变阻器电流，根据R=UI计算需要的滑动变阻器的最小电阻．滑动变阻器最大电阻稍大于电路中需要的电阻．滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路中的最大电流．
（3）由于电阻串联有分压作用，电阻并联有分流作用，且电流表也有电阻，故从电流表有电阻的角度结合上述知识分析即可解决．
（5）在探究电流和电阻的关系时，需保持电阻两端的电压不变．
（6）根据各图结合串并联电路电流、电压的关系，判断是否能得出被测电阻两端的电压和电流．
（2）由灯泡的额定电压确定电压表的量程．灯泡与滑动变阻器串联在约为6V的电源上，灯泡正常工作时，求得滑动变阻器电压，求得灯泡正常工作时的电流，即滑动变阻器电流，根据R=UI计算需要的滑动变阻器的最小电阻．滑动变阻器最大电阻稍大于电路中需要的电阻．滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路中的最大电流．
（3）由于电阻串联有分压作用，电阻并联有分流作用，且电流表也有电阻，故从电流表有电阻的角度结合上述知识分析即可解决．
（5）在探究电流和电阻的关系时，需保持电阻两端的电压不变．
（6）根据各图结合串并联电路电流、电压的关系，判断是否能得出被测电阻两端的电压和电流．
解答：解：（1）这里有两种接法，如下图，在连接时应注意电路图和实物图的对应，且由于灯泡的额定电压是3.8V，故电压表选用大量程，同理据灯泡的电阻约为10Ω可知，此时灯泡正常工作时的电流约为I=
=
=0.38A，故电流表应选小量程；
（2）灯泡正常工作时，电路电流约为0.38A，滑动变阻器两端电压为：U′=U-UL=6V-3.8V=2.2V．
所以滑动变阻器电阻为：R′=
=
=≈5.8Ω，所以滑动变阻器应选R2（10Ω 0.5A）；
（3）将电流值也调到0.3A时，测得电功率是不准确的；图1中偏小；因为电流表测出的0.3A电流等于通过灯泡的电流和通过电压表的电流之和，则通过灯泡电流比0.3A小；
图2中偏大；因为电流是准确的，但所测电压是电流表和灯泡的总电压，比灯泡两端电压大．
（5）电流与电阻成反比的前提条件是电压不变，小明在第二次实验时没有调节滑动变阻器的滑片，保持电压表的读数不变，所以得出的结论错误；
（6）甲图测出Rx的电流，但不知其两端的电压，所以不可以测出其电阻；
乙图通过V2可测出Rx两端的电压，通过V1示数和R0可以计算出电路中的电流，所以可以测出Rx的阻值；
丙图只能测出其两端的电压，但不知通过Rx的电流，所以不能测出电阻值．
故答案为：（1）见上图；（2）R2；（3）偏小（或偏大）；电流表测出的0.3A电流等于通过灯泡的电流和通过电压表的电流之和，则通过灯泡电流比0.3A小（或测得的电流是准确的，但所测电压是电流表和灯泡的总电压，比灯泡两端电压大）；（4）结论是错误的．原因是他在第二次实验时没有调节滑动变阻器的滑片，保持电压表的读数不变；（5）乙．
| U |
| R |
| 3.8V |
| 10Ω |
（2）灯泡正常工作时，电路电流约为0.38A，滑动变阻器两端电压为：U′=U-UL=6V-3.8V=2.2V．
所以滑动变阻器电阻为：R′=
| U′ |
| I |
| 2.2V |
| 0.38A |
（3）将电流值也调到0.3A时，测得电功率是不准确的；图1中偏小；因为电流表测出的0.3A电流等于通过灯泡的电流和通过电压表的电流之和，则通过灯泡电流比0.3A小；
图2中偏大；因为电流是准确的，但所测电压是电流表和灯泡的总电压，比灯泡两端电压大．
（5）电流与电阻成反比的前提条件是电压不变，小明在第二次实验时没有调节滑动变阻器的滑片，保持电压表的读数不变，所以得出的结论错误；
（6）甲图测出Rx的电流，但不知其两端的电压，所以不可以测出其电阻；
乙图通过V2可测出Rx两端的电压，通过V1示数和R0可以计算出电路中的电流，所以可以测出Rx的阻值；
丙图只能测出其两端的电压，但不知通过Rx的电流，所以不能测出电阻值．
故答案为：（1）见上图；（2）R2；（3）偏小（或偏大）；电流表测出的0.3A电流等于通过灯泡的电流和通过电压表的电流之和，则通过灯泡电流比0.3A小（或测得的电流是准确的，但所测电压是电流表和灯泡的总电压，比灯泡两端电压大）；（4）结论是错误的．原因是他在第二次实验时没有调节滑动变阻器的滑片，保持电压表的读数不变；（5）乙．
点评：此题是伏安法测电阻的实验，一是电压表、电流表的正确使用；二是欧姆定律的灵活运用；三是电路故障的判断；四是控制变量法的应用及对伏安法测电阻的理解．
练习册系列答案
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