Question

20．用伏安法测2.5V的小灯泡的电阻．

（1）电源电压是6V，要求滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路的阻值减小．用铅笔画线代表替导线，在图1中将所给实物连接成测量电路．
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移到左端，在实验过程中滑动变阻器的作用是改变灯泡两端的电压，．
（3）若电源电压开关闭合后，小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表示数接近6V，则可能的原因是灯泡处开路．
（4）若开关闭合后，电流表有示数，电压表示数为零，则可能的原因是灯泡处短路．
（5）接通电路后，移动滑动变阻器的滑片P，进行实验测得其电流随电压变化的曲线如图2．由图可知，当小灯泡L正常发光时，通过其灯丝的电流是0.3A；此时小灯泡的电阻是8.3Ω．再次调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压电流发生改变，多算几个电阻值，目的是测量不同的电压下的灯泡电阻值．不能求平均值原因是灯泡的电阻受灯丝的温度的影响，阻值是变化的．
（6）如果把小灯泡换成定值电阻，就可以测定值电阻的阻值，也需要多测几次目的是减小实验的误差．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，把滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端应注意所选择的接线柱符合“滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路的阻值减小”这一要求；
（2）电路在开关闭合前，应使变阻器的滑片在最大阻值处；
（3）电压表有示数，说明电路整体还是通的，只是局部出现了问题，再根据电压表的并联位置及自身特点，可判断电路中可能出现的故障．
（4）电流表有示数，说明电路为通路，电压表示数为零，说明电压表测量导线两端电压；据此分析；
（5）由图读取灯泡两端电压为2.5V时的电流值．利用公式R=$\frac{U}{I}$计算电阻的大小．
滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中电阻线的长度的原理工作的；②滑动变阻器在不同的实验中的作用不同．
（6）测定值电阻的阻值应多次测量取平均值，这是为了减小实验的误差；

解答 解：（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表应选0～3V量程，电压表与灯泡并联，变阻器滑片向右滑动时接入电路的阻值变小，故应接下边的右端接线柱，如图所示；

（2）图中变阻器的滑片置于约中间的位置，正确的接法是在闭合开关前，变阻器滑片应置于最大阻值处，即图中的左端；在测灯泡电阻的实验中，利用滑动变阻器改变灯泡两端的电压；
（3）由题意知，电压表有示数说明电路的其他位置都是通的，而与电压并联的定值电阻可能出现了故障，电压表有示数，同时还说明电阻不可能短路，只可能断路，当电阻断路时，电压表与其他元件串联在电路中，由于其内阻很大，电压表示数接近电源电压，所以故障是灯泡开路；
（4）若开关闭合后，电流表有示数，说明电路的是通的，电压表示数为零，说明与电压表并联得部分电路可能短路，不可能断路，则可能的原因是灯泡短路；
（5）由图可知，当小灯泡L正常发光时，即灯泡两端电压为2.5V时通过其灯丝的电流是0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$得：此时小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
再次调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压电流发生改变，由于灯泡的电阻受灯丝的温度的影响，则在测灯泡电阻的实验中，利用滑动变阻器改变灯泡两端的电压，目的是测量不同的电压下的灯泡电阻值，不能求平均值原因是灯泡的电阻受灯丝的温度的影响，阻值是变化的；
（6）测定值电阻的阻值应多次测量取平均值，这是为了减小实验的误差．
故答案为：（1）如图；（2）左；改变灯泡两端的电压，（3）灯泡处开路；（4）灯泡处短路；（5）0.3；8.3；测量不同的电压下的灯泡电阻值；灯泡的电阻受灯丝的温度的影响，阻值是变化的；（6）减小实验的误差．

点评 本题考查在测灯泡电阻的实验，关键是变阻器的使用，但需要细心，是电路连接中的易错点，值得我们关注．电表的读数，欧姆定律的简单计算，通过求多次测量的平均值来减小误差等都是我们应该重点掌握的基本知识．本题的难点是电路故障的分析，需要我们对电路的连接有一定的熟练程度，且要理解电压表的内阻很大的特点．