题目内容

16.小刚同学在实验室测量标有“2.5V”字样的小灯泡的灯丝电阻.
(1)小刚同学连接的部分实验电路如图所示.请你用笔画线代替导线,帮助他完成电路连接.

(2)在连接电路的过程中,开关必须处于断开状态,开关S闭合前,应把电路图中滑动变阻器的滑片P置于B(填“A”或“B”)端.
(3)实验过程中,如果出现了小灯泡发光很暗,移动滑片,电压表和电流表示数都不变,电路发生的连接错误可能是滑动变阻器同时接在下面的两个接线柱上了.
(4)开关S闭合后,发现灯泡L不发光,电流表指针不偏转,电压表的示数如图16甲所示.若电路只有一处故障,则产生此现象的原因可能是下列情况中的C
A.滑动变阻器断路      B.电流表断路       C.灯泡L断路     D.灯泡L短路
(5)闭合开关,若将小灯泡和电流表的位置互换,则闭合开关后的现象是C 
A.小灯泡不发光,电压表没有示数     
B.小灯泡不发光,电流表没有示数
C.小灯泡正常发光,电压表没有示数   
D.小灯泡正常发光,电流表没有示数
(6)排除故障后,当电压表的示数是2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数为0.3A,灯丝电阻为8.3Ω.
(7)下面是另一小组的同学测量的电压和电流的数据:
实验次序123456
灯泡两端的电压U(V)0.51.01.52.02.53.0
通过灯泡的电流I(A)0.180.220.260.30.310.32
灯泡发光情况逐渐变亮
分析比较表格中的数据可以看出,灯泡两端电压逐渐变大的过程中,灯丝中的电流逐渐变大,灯丝的电阻阻值将变大(“变大”“不变”“变小”).

分析 (1)电压表应与被测电路并联,把电压表与灯泡并联接入电路;
(2)为保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应该是滑动变阻器的最大阻值,根据电路图确定滑片的位置;
(3)电流不变,则说明电阻不变,从滑动变阻器的连接上分析便可;
(4)灯泡L不发光,电流表指针不偏转,则电路中发生断路,电压表有示数,则与电压表并联的电路断路,电压表的示数接近于电源电压;
(5)分析电路图可知电压表测灯泡两端电压,若将小灯泡和电流表的位置互换,电路变成了电压表测电流表两端电压;
(6)看清量程和分度值,读出示数,利用R=$\frac{U}{I}$求出电阻;
(7)根据数据分析电流和电阻的变化情况,得出灯丝的电阻随温度的升高而增大的结论.

解答 解:(1)由题可知,电压表应与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联,如图1;  
(2)为保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态;为防止电路中电流过大而损坏电路设备,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处,由图可知,应滑至B端;
(3)移动滑片,电压表和电流表示数都不变且很小,说明滑动变阻器连入电路中的阻值很大,且滑片移动时,其阻值不变,可能同时将下面两个接线柱接入了电路;
(4)灯泡L不发光,电流表指针不偏转,则电路中发生断路,由图可知,电压表的示数接近电源电压,可知与电压表并联的小灯泡断路;故选C;
(5)由图可知,小灯泡与电流表串联,若将小灯泡和电流表的位置互换,不会影响电路电流,所以灯泡仍正常发光,电流表示数不变;原来电压表测灯泡两端电压,位置互换,电压表测电流表两端电压,电流表的电阻几乎为0,相当于导线,电压表被短路,故示数为0.故选C;
(6)电流表所接量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时示数为I=0.3A;
由于电压表示数即小灯泡两端的电压为U=2.5V,则被测电阻的阻值为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω;
(7)由表中数据可知,通过灯的电流随电压的增大而变大,根据P=UI可知,灯丝的功率也变大,灯丝的温度升高,因灯丝的电阻随温度的升高而变大,所以灯丝的电阻随电流逐渐增大的过程中,灯丝的电阻变大.
故答案为:(1)如图1;(2)断开;B;(3)滑动变阻器同时接在下面的两个接线柱上了;(4)C;(5)C;(6)0.3;8.3;(7)变大.

点评 本题考查了连接电路图、实验注意事项、电路故障分析、电表读数、求灯泡电阻、影响灯泡电阻的因素等问题,综合性强.

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