题目内容

9．如图甲所示是小明测量小灯泡（U额=2.5V）电阻的电路，电源电压恒为4V．

（1）请将图甲中的电路连接完整．（要求滑片P向右滑动时电灯变亮，导线不允许交叉）
（2）实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还可以改变灯泡两端的电压．
（3）若连好电路闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是D．
A．更换开关                      B．更换小灯泡
C．检查电路是否断路              D．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（4）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值．记录如下：
 实验次数 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度
 1 2.0 0.20 几乎不亮
 2 2.5 0.24 发光正常
 3 3.00.26 发光强烈
①小灯泡正常工作时的电阻大小约为10.4Ω．
②该组同学通过计算发现几次实验灯丝电阻是不同的，能否取三次测量的平均值作为灯泡的电阻大小呢？答：不能；这是因为灯丝的电阻随温度升高而增大．
（5）完成实验后，小伟想用原电路测某一定值电阻Rx的阻值，他用该电阻替换灯泡后，发现电压表损坏了，便将其拆除．请你在不改变其他元件连接的方式下，帮他完成实验．
 ①实验步骤：A．闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I1；B．将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I2．
 ②表达式：Rx=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R0．（用所测物理量符号表示）

分析 （1）滑动变阻器与灯泡串联，且由滑片P向右滑动时电灯变亮判断滑动变阻器的连接，电压表与灯泡并联且正进负出；
（2）实验中需通过滑动变阻器改变灯泡两端的电压，测量灯泡在不同电压下的电阻值；
（3）灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡的实际功率太小；若电路正常，则可能是滑动变阻器接入电路的阻值太大，电路电流太小，灯泡实际功率太小，灯泡不发光，可以移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，看灯泡能否发光；
（4）①确定正常发光时的电压和电流值，根据R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值；
②根据灯丝的电阻随温度升高而增大的特点进行分析．
（5）滑动变阻器的最大阻值已知，滑动变阻器和被测电阻串联，让滑动变阻器全部接入和接入电路中的电阻为0，来改变电路的电阻，完成电流表的两次测量，利用两次电路的电源电压相等，列出等式，解出Rx．

解答 解：（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表选择0～3V，与灯泡并联；
滑片向右移电阻变小，电灯变亮，则变阻器的阻值需变小，滑动变阻器应接右下接线柱，电路图如图所示：

（2）实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还可以改变灯泡两端的电压；
（3）电流表有示数，而灯泡不发光，可能是电路电流太小，灯泡实际功率太小，不足以引起灯泡发光造成的，可以向右移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使电路电流变大，灯泡实际功率变大，看灯泡能否发光，D正确；
（4）①由表格中数据知，U=2.5V时，I=0.24A，则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$=10.4Ω．
②由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，不同电压下，灯泡的电功率不同，灯丝的温度不同，所以电阻不同，因此实验中不能取电阻的平均值．
（5）实验步骤：
A．闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I1；
B．将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I2．
因电源的电压不变，
所以，U=I1Rx=I2（Rx+R0）
解得：Rx=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R0．
故答案为：（1）见上图；（2）改变灯泡两端的电压；（3）D；（4）①10.4；②不能；灯丝的电阻随温度升高而增大；（5）①A．闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I1；
B．将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I2．
②Rx=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R0．

点评 本题考查了电压表和电流表的正确使用、电路故障分析、电阻计算、灯丝电阻大小影响因素、设计探究并联电路干路电流和支路电流关系等．其中，电路故障分析和设计电路是本题的难点．

练习册系列答案
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测量次数123[45
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电流I/A0.280.250.220.180.16
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