题目内容

6．小亮和小雨做“测定小灯泡电阻”的实验，所用小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）小亮的实验过程如下：
①连接如图甲所示的电路，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不能交叉）．
②电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，产生这种现象的原因是：灯泡断路．
③以上故障排除后，再闭合开关，发现小灯泡仍不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来他应进行的操作是：C．
A、检查电路是否断路 
B、更换小灯泡
C、移动滑动变阻器的滑片
D、检査灯泡是否短路
④设计如下所示的记录表格，请你指出表格中的问题：设计了求小灯泡电阻的平均值；第2次实验时电压表的示数如图乙所示，
要测量小灯泡正常工作时的电阻，他应将滑片P向右端（选填“左”或“右”）移动；第3次实验时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是5.2Ω．
次数电压/V电流/A电阻/Ω电阻平均值/Ω
10.60.28
20.36
32.5
（2）小雨想利用图丁所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻RL，R为电阻箱．下面是他的实验过程，请你帮他完成实验．
①闭合开关S和S2，断开S1，读出此时电压表的示数为U．
②闭合开关S和S1，断开S2，调节电阻箱直至电压表的示数为U-2.5V，读出此时电阻箱的阻值为R0．
③计算RL的表达式为：RL=$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$．

分析 （1）①电压表应并联在灯泡的两端；图中电路的错误连线是电流表并联在电路中；
②电流表示数为零，电压表有示数，说明灯泡断路；
③电流表、电压表均有示数，灯泡不亮，可能是灯泡的实际功率太小造成，接下来他应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片；
④根据灯丝的电阻与温度有关进行分析；通过滑动变阻器的分压作用分析滑片的移动方向；
读出电流表的示数，根据R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值；
（2）根据I=$\frac{U}{R}$确定电流表的示数，再利用并联电路特点电压相等，根据R=$\frac{U}{I}$求出其电阻．

解答 解：（1）①由图知，电流表并联在了电路中，应将其与灯泡串联，电路图如图所示：

②闭合开关，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表没有示数，则小灯泡断路；
③故障排除后，再闭合开关，发现小灯泡仍不亮，但电流表和电压表示数均较小，则说明滑动变阻器的电阻较大，使得灯泡的实际功率太小造成，此时应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左滑动；
④灯丝的电阻随温度的升高而增大，实验表格中设计了求小灯泡电阻的平均值是错误的；
因为小灯泡的电压小于额定电压，要想让灯泡正常发光，应将滑动变阻器向右移动，滑动变阻器的电阻减小，分压减少，灯泡两端的电压增大，使灯泡正常发光．
由题意知电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.48A，则灯泡的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.48A}$=5.2Ω；
（2）如图丁所示的电路，测出了小灯泡正常发光时的电阻．请帮他将步骤补充完整：①闭合开关S和S2，断开S1，读出此时电压表的示数为U．
②闭合开关S和S2，断开S1，调节电阻箱直至电压表的示数为U-2.5V，读出此时电阻箱的阻值为R0．
③计算RL的表达式为：RL=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}}$=$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$．
故答案为：（1）①见上图；②灯泡断路；③C；④设计了求小灯泡电阻的平均值；右；5.2Ω；（2）②闭合开关S和S1，断开S2；U-2.5V；$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$．

点评 此题是“探究小灯泡电阻”的实验，考查了电路的连接，电路故障的分析，同时考查了串分压的知识及欧姆定律的应用，难度较大．

练习册系列答案
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17．在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干．小明在实验时连接的电路如图所示．

（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：
①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至A（填“A”或“B”）端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压，进行多次测量的作用；
②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时，电路出现的故障可能是R处断路；小明排除故障后继续实验．
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用；
②小明先将R=10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向A（填“A”或“B”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；
③根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图乙所示，小明由图象得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比．
（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有伏安法测电阻（只要求填写一个实验名称）．
14．小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中4个点．

（1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视电压表示数；
（2）根据甲乙两个图的信息，在丙图中，用笔线代替导线，将电压表和滑动变阻器正确连入电路；
（3）实验中，他所选择的变阻器是A（选填序号）；
A．50Ω  2A       B．20Ω  1A      C．10Ω  0.5A
（4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是电压；
（5）实验过程中，如果出现了电流表示数几乎为0，电压表示数接近电源电压，电路发生的故障可能是：R断路．
1．小王、小张分别做“用电流表、电压表测电阻”的实验，实验器材齐全并完好，电源电压相等且保持不变，待用滑动变阻器有两种规格（分别标有“10Ω 2A”、“20Ω 2A”的字样），待测电阻Rx规格相同．实验中，两位同学所用的变阻器不同，但他们在连接电路时都将滑片置于变阻器的一端．闭合电键，他们所观察到电流表、电压表的示数均为图1（a）、（b）所示，接着在向变阻器另一端移动滑片的过程中，小王发现电路中两电表的示数均变小，而小张却发现电路中两电表的示数均变大．在思考并解决实验问题后，两位同学均完成实验，而其中一位同学将他所正确测得的两组实验数据记录在草稿纸上，如图2所示．

①两位同学实验所用的电源电压为6伏．
②小王所用滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”．
③为完成其中一位同学的记录和处理，请根据图1和图2及相关信息，将下表填写完整．（计算电阻时，精确到0.1欧）5.3Ω
物理量
实验序号		电压Ux
（伏）		电流Ix
（安）		电阻Rx
（欧）		电阻Rx平均值
（欧）
1    
2   
3   
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