题目内容

12．初二10班的同学想利用已经学习过的欧姆定律知识测量小灯泡的电阻．他们选用的实验仪器如下：小灯泡标有“4V 0.3A”、电源电压6V、滑动变阻器上标有“1.5A 50Ω”、电压表量程“0-3V-15V”、电流表量程“0-0.6A-3A”、导线若干．
（1）请你在虚线框内（图2）帮助他们设计实验电路图，并将如图1实物图连接好．
（2）你认为同学们在连接电路前应该注意的事项连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处．
（3）同学们首先测量小灯泡正常发光时的电阻．闭合开关后，电压表的示数低于1V，根据你连接的电路图，应将滑动变阻器的滑片向左端调节．（填“左”或“右”）．
（4）如表是一位同学填写的实验记录，表中漏填了一些内容，请你帮助他把表格补全．
电压表示数/V电流表示数/A电阻/Ω灯的亮度
140.2814.3亮
220.1811.1
较亮
310.128.3暗
比较计算出的几个答案，电阻的大小不相同（填“相同”或“不相同”），请你对出现的这种现象做出解释：灯丝的电阻与温度有关．

分析 （1）伏安法测电阻就是利用与灯泡串联的电流表测电路、并联的电压表测两端的电压，保护电路和改变灯泡两端的电压的滑动变阻器串联在电路中，然后与电源、开关组成电路，据此设计电路图；根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，根据灯泡的额定电流确定电流表的量程，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，据此连接实物电路图；
（2）为防止电路中电流过大烧坏电路元件，连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）额定电压下灯泡正常发光，根据串联电路的电压特点判断滑片移动的方向；
（4）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，分析灯泡的亮暗与电压的关系得出2V时灯泡的亮暗变化，然后分析灯泡电阻的变化，要注意灯丝的电阻与温度有关．

解答 解：（1）伏安法测电阻，电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，然后与滑动变阻器、电源、开关组成电路，如下图所示：

灯泡的额定电压为4V，则电压表的量程为0～15V；灯泡的额定电流为0.3A，则电流表的量程为0～0.6A，
滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：

（2）为保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）灯泡正常发光时的电压为4V，由串联电路中电阻越大分得的电压越大可知，
要使灯泡两端的电压从1V增加到4V，滑动变阻器的滑片应向向左移动减小接入电路中的电阻，减小变阻器分得的电压；
（4）由I=$\frac{U}{R}$可得，灯丝的电阻：
R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2V}{0.18A}$≈11.1Ω，R3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{1V}{0.12A}$≈8.3Ω，
灯泡两端的电压由4V变为1V时，灯的亮度从亮变暗，则灯泡两端的电压为2V时，灯泡的亮度较亮；
由表中数据可知，灯丝的电阻不相同，
原因是灯泡两端的电压和通过的电流不同时，实际功率不同，灯丝的温度不同，从而灯丝的电阻不同．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）左；
（4）11.1，较亮，8.3，不相同，灯丝的电阻与温度有关．

点评 本题考查了伏安法测电阻电路图的设计和实物图的连接以及实验的注意事项、电路的动态分析、欧姆定律的应用、灯丝电阻与温度的关系，明白伏安法测电阻的原理是解题的关键．

练习册系列答案
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16．小丽在海边游泳时发现：同样在烈日下，沙滩很热，而海水却很凉，这是为什么？请帮她解释一下．
答：因为水的比热容较大，水和沙相比，在同样受热的情况下，吸收的热量相同，但水的温度变化比沙小，因此，在受太阳照射条件相同时，沙滩比海水的温度高，所以同样在烈日下，沙滩很热，而海水却很凉．
3．某同学要测量一个额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率，如图1图已经画出了实验电路图．

（1）如图2所示的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．
（2）在闭合开关前，应该把滑动变阻器的滑片调到最左 （选填“左”或“右”）端．该同学在开关闭合后，发现电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，为了能使小灯泡发光，下一步应进行的操作是C 
A．更换一相同规格的小灯泡  B．检查电路是否断路   C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）然后正常进行实验，有关记录在右表：
①该同学观察到灯的亮度变化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你认为，根据他观察的现象和实验数据分析，可得出一些什么结论呢？灯泡的亮暗决定于灯泡的实际功率灯泡实际功率越大，灯泡越亮
（写出一条即可）．
②由于粗心大意，该同学没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.2V）^{2}}{0.22A}$=10Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W．则灯泡的额定功率＜
实验次数123
电压（V）2.201.502.50
电流（A）0.220.16
0.625W（选填“＞”、“=”或“＜”），原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大．
（4）该同学在实验中进行了3次实验（测量），下列实验中也都采用了多次实验（测量），其中与本实验中多次实验的目的不同的是C 
A．探究重力与质量的关系时，改变钩码的质量进行多次实验
B．探究电流与电阻的关系时，改变定值电阻的阻值进行多次实验
C．测量课本的长度时，进行多次测量
D．探究串联电路中电流的规律时，换用不同规格的灯泡多次实验．
20．小雷发现家用白炽灯在刚开灯瞬间易烧坏，为了研究该现象的原因，他找来与白炽灯原理相同的小灯泡，按图甲电路图进行探究．电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压2.5V、灯丝电阻约为10Ω．
（1）把图乙的电路按图甲的电路图连接完整，使滑片P向右端移动时灯的亮度变亮．
（2）连接电路后闭合开关，小灯泡闪亮一下就熄灭．检查发现小灯泡的灯丝已烧断．分析原因是闭合开关时，滑动变阻器连入电路的电阻为最小值（选填“最大值”或“最小值”），导致电流过大而形成的．
（3）断开开关，更换烧坏的电路元件，进行正确操作．调节滑片使灯泡逐渐变亮，记录电流表和电压表的一系列示数，在图丁中绘制U-I图象．当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，灯的额定电流为0.26A，额定功率为0.65W．
（4）小雷用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作．调节滑片，记录电流表和电压表的一系列示数，在图丁中再次绘制U-I图象．由图可知：定值电阻的阻值为10Ω．
（5）根据图丁中a、b图线初步判断，小灯泡的电阻与灯丝的温度有关．家用白炽灯在开灯瞬间与步骤（2）其中小灯泡形成过大电流的原因不同（填“相同、不同”）
7．如图所示电路中，闭合开关后，A1表的示数为0.2A，A2表的示数为0.6A，A3表的示数为1.8A．
（1）试画出等效图；
（2）求通过R1的电流．
17．小刚和小军在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中：
表一
R=10Ω电压/V1.522.5
电流/A0.150.20.25
表二
U=2V电阻/Ω51020
电流/A0.40.20.1
（1）小刚探究“电流与电压的关系”，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，其作用主要是改变待测电阻两端的电压和通过它的电流．
（2）实验中，所测的数据如表一所示：由表一数据可得：在R一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．
（3）如图，小军在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中，当我们将电阻由5Ω换成10Ω后，接下来的操作正确的是C．
A．将变阻器滑片P向左移动，保持电压表示数不变
B．将变阻器滑片P向左移动，保持电流表示数不变
C．将变阻器滑片P向右移动，保持电压表示数不变
D．将变阻器滑片P向右移动，保持电流表示数不变
（4）小军探究“电流与电阻的关系”，所测的数据如表二 所示：由表二数据可得：在电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比．
（5）本实验采用的主要探究方法是：控制变量法，采用同样方法的实验还有：电阻与哪些因素有关．
4．电阻R1的阻值为5Ω，当电阻R1与R2以某种方式连接后接在电源两端时，R1两端的电压为3V；当两电阻以另一种方式连接在同一电源两端时，R1两端的电压为7V．请你在下图中虚线框内画出电阻R1与R2的两种连接电路．
1．下表是关于某直升机的几组数据，其中热机性能的重要指标是（　　）
燃料热值匀速飞行时的牵引力最大飞行距离热机效率
4.6×107Jkg2.3×106N300km30%
A．燃料热值B．匀速飞行的牵引力
C．最大飞行距离D．热机效率
2．下列关于温度的描述中符合实际的是（　　）
A．人体的正常温度为38℃B．冰箱冷冻室的温度为2℃
C．加冰的橙汁饮料温度为-10℃D．饺子煮熟即将出锅时温度为100℃

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