Question

16．某中学初三年级课外兴趣小组的同学，按照图乙所示的实物连接图做“测定小灯泡的电阻”实验（小灯泡标有2.5V字样），在实验过程中得到了如下表U和I的数据：

实验次数	1	2	3	4	5	6
灯泡两端的电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
通过灯泡的电流I/A	0.18	0.22	0.26	0.30		0.34
灯泡发光情况	微亮→逐渐变亮

（1）实验原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）在图甲两圆圈中填上所用电流表和电压表的符号，并标明正负接线柱．

（3）把图乙中的实物电路连接完整．（要求：滑片向右滑时灯泡变亮）
（4）一位同学连好电路后，闭合开关时发现灯泡不亮，图丙电流表无示数，但电压表有示数，分析电路的故障是小灯泡断路．
（5）另一位同学按电路图连接电路后，闭合开关时发现灯泡特别亮，这说明他在闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处．
（6）灯泡正常发光时，电流表的示数如右上图所示，此时小灯泡的电阻是7.8Ω；（保留小数点后一位数字）
（7）分析表格中的数据看出，在灯丝中电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻在变大（填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）伏安法测电阻的原理是欧姆定律的变形公式；
（2）根据电压表和电流表的正确使用确定电路图中电表的类型，即电压表与被测电路元件并联，电流表与被测电路元件串联；
电流要从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出；
（3）掌握实物电路的连接，特别是电流表、电压表、滑动变阻器的接法，注意电流表、电压表的量程和正负接线柱的选择，滑动变阻器要接一上一下；
（4）灯泡不发光，电流表指针不发生偏转，电路断路，电压表有偏转，电压表与电源接通，与电压表并联的电路断路；
（5）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，如果滑动变阻器接入电路的阻值太小，闭合开关后，电路电流较大，灯泡较亮；
（6）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，再根据欧姆定律的变形公式阻R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡的电阻；
（7）根据表中数据，由欧姆定律可知，随电压的增大，灯泡电阻逐渐增大．

解答 解：（1）要测定小灯泡的电阻，应先用电压表测出小灯泡两端的电压U、用电流表测出通过小灯泡的电流I，
根据欧姆定律的变形公式R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡的电阻，故该实验的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）由题意可知，电流表要串联在电路中，所以上面串联在电路中的电表为电流表，下面是“+”接线柱，上面是“-”接线柱；
电压表要与小灯泡并联，所以所以下面与灯泡并联的电表是电压表，左边是“+”接线柱，右边是“-”接线柱；如下图所示：

（3）要使滑片向右滑动时灯泡变亮，则应将滑动变阻器右下边的B接线柱与电源的负极相连接，
电压表要并联在小灯泡的两端，由于小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择的量程是0～3V，
故只需将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右端相连接，如图所示：

（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，
说明在电压表两接线柱之间的电路是断路，所以出现故障的原因是小灯泡断路．
（5）闭合开关时发现灯泡特别亮，说明电路中电流过大，滑动变阻器接入电路中的阻值太小，
即在闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处．
（6）电流表使用的0～0.6A量程，分度值为0.02A，所以电流表的示数I=0.32A，
根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$得，
小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.32A}$≈7.8Ω．
（7）由表格中数据知，电流增大的过程中，灯泡亮度增加，即灯泡的实际功率增大，
灯泡产生的热量增多，钨丝温度升高，所以灯丝的电阻也在变大．
故答案为：（1）R=$\frac{U}{I}$；
（2）见上图；
（3）见上图；
（4）小灯泡断路；
（5）将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处；
（6）7.8；
（7）大．

点评 本题考查了伏安法测电阻的原理、实物电路的连接、电路故障的分析、电阻的计算及影响电阻大小的因素等知识，涉及到的知识点较多，并且这些都是重要的知识点，也是中考常考的内容．