题目内容

5．在“测量小灯泡的电阻”实验中，各组器材有：电压恒为4V的电源，标有“2.5V”字样的灯泡，滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干．

（1）电路接通前，小明用开关试触，先是发现电流表示数如图甲所示，则产生的原因是电流表正、负接线柱接反了
（2）小明同学更正第（1）的错误后，按照自己连接好的电路进行测量，通过实验得到了多组数据，如下表所示．分析表格中的数据可知，小明同学把电压表并联在了滑动变阻器（“灯泡”或“滑动变阻器”）的两端．根据表格中的数据，可得小灯泡正常发光时的电阻R=10Ω．
电压/V2.52.01.5
电流/A0.20.220.25
（3）实验时另一小组的学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡正常发光时电阻的实验．于是向老师要了一个阻值为R0的定值电阻（阻值适当）和一个单刀双掷开关，借助原有的实验器材，顺利完成了测量：
①按照图乙连接好电路；
②闭合开关S1，开关S2拨到a（选填“a”或“b”）的位置，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V；
③保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2拨到另一个位置，读出电压表的示数为U；
④计算灯泡正常发光时的电阻R=$\frac{2.5V}{U-2.5V}$R0（用待测量和已知量表达）．

分析 （1）实验中应让电流从电表的正接线柱流进，负接经柱流出；
（2）测量小灯泡的电阻实验，灯泡与变阻器串联，由表格数据，电路中电流随电压表示数减小而增大，由此分析电压表测的是变阻器电压；
根据表中数据任意选取灯泡电压为2.5V时数据，分析此时电路中电流，即小灯泡正常发光时阻值；
（3）没有电流表的情况下，利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联，首先使灯泡两端的电压等于2.5V，然后测出此时定值电阻两端的电压，便可求出电路中的电流，根据欧姆定律计算电阻．

解答 解：
（1）由图甲，电流表指针反转的原因是：电流表正、负接线柱接反了．
（2）测量小灯泡的电阻实验，灯泡与变阻器串联，变阻器连入阻值减小，则其分得电压减小，电路中总电阻减小，由I=$\frac{U}{R}$可知电流中电流增大．由上分析，结合表格中数据可知，电压表测的是滑动变阻器两端电压．
当灯泡电压为2.5V时正常发光，此时变阻器两端电压U变=U-UL=4V-2.5V=1.5V，由表格数据此时电路中电流为0.25A，
所以小灯泡正常发光时阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
（3）由乙电路图，
②闭合开关S1，开关S2拨到a的位置，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V；
③保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2拨到另一个位置b，读出电压表的示数为U；
④由上面的步骤，R0两端电压U0=U-2.5V，
此时电路中电流为I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，
所以灯泡正常发光时的电阻R=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{2.5V}{\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}}$=$\frac{2.5V}{U-2.5V}$R0．
故答案为：（1）电流表正、负接线柱接反了；（2）滑动变阻器；10；（3）②a；电压表示数为2.5V；④$\frac{2.5V}{U-2.5V}$R0．

点评 该题是测量小灯泡电阻的实验，主要考查了电流表使用、数据分析，同时还考查了电阻的计算及特殊方法测电阻．第（3）的关键是利用电压表和已知电阻的组合测得电路中电流．

练习册系列答案
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10．如图是小明“探究电流与电压和电阻的关系”时连接的实验电路，其中R是定值电阻．

（1）请用笔画线代替导线，在图中将小明链接的实验电路补充完整，在右边虚线框中画出该电路的电路图．
（2）下表是小明同学探究电流与电压关系时记录的实验数据，分析小明的实验数据可得到的初步结论是：当电阻一定时，电流与电压成正比；若电源电压为3V，当电压表示数为2.5V时，滑动变阻器接入电路中的电阻是2Ω．
R=10Ω
电压U/V11.42
电流I/A0.10.140.2
（3）探究电流与电阻的关系时，当电阻R由10Ω更换为20Ω后，他应将滑动变阻器的滑片适当向A（选填“A”或“B”）端移动，保持电阻两端的电压不变．
17．在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中，待测小灯泡额定电压为2.5V．

（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实验电路未连接部分连接好（连线不得交叉）． 闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于A（选填“A”或“B”）端． 
（2）当开关闭合后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不会发光，请你根据电路结构猜想出一种原因，并在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况．
 猜想电压表示数情况电流表示数情况 
灯泡短路为零有示数
（3）故障排除后，同学们移动滑动变阻器的滑片，记录多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值，根据这些数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系图象（如图乙所示），分析图象可知，小灯泡正常工作时灯丝电阻为10Ω．
（4）在图丙中画出小灯泡在1.5V工作时电流表指针的位置及接线情况．
14．在测定“小灯泡电功率”的实验汇总，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10欧．

（1）请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，甲图中滑动变阻器的滑片P应位于A（选A或B）端．
（3）小聪同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（乙图）为2.2 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将甲图中滑片P向B（A或B）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（4）小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成丙图所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5 W．
15．以下研究方法中，没有采用“控制变量法”的是（　　）
A．
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探究石块在水中是否受到浮力

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