小亮在“测定小灯泡电阻的实验中.电源为2节新干电池.所用小灯泡的额定电压为2.5V.电阻约为10Ω．(1)如图1所示是小亮连接的实验电路.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．(2)电路连接正确后.闭合开关.发现小灯泡仍不亮.电压表有示数.电流表无示数.产生这种现象的原因是:小灯泡断路．(3)以上故障排除后.再闭� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．小亮在“测定小灯泡电阻”的实验中，电源为2节新干电池，所用小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．

（1）如图1所示是小亮连接的实验电路，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（导线不许交叉）．
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡仍不亮，电压表有示数，电流表无示数，产生这种现象的原因是：小灯泡断路．
（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．检查灯泡是否短路
（4）实验中小亮设计的实验记录表格如下表，请你指出表格中的问题：不该有电阻平均值一栏；小亮又根据实验数据绘制成了U-I图象如图2所示，根据图象提供的信息，可计算出小灯泡正常发光时的电阻是12.5Ω．

实验次数	电压/V	电流/A	电阻/Ω	电阻平均值/Ω
1
2
3

（5）完成上述实验后，小亮又重新设计了如图3所示的电路，测量另一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为I₁．请完成实验步骤（已知电源电压为U）．
①只闭合开关S₁，移动滑动变阻器R₂的滑片，使电流表示数为I₁；
②只闭合开关S₂，保持滑动变阻器R₂的滑片位置不变，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I₁；再将滑动变阻器R₂的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I₂；
③则小灯泡的额定功率表达式为P_额=$\frac{U{{I}_{1}}^{2}}{{I}_{2}}$．

分析（1）电压表应并联在灯泡两端，由图1可知，电压表串联在电路中，电压表连线错误，把灯泡右端接线柱与电源负极或电压表负接线柱连接起来即可．
（2）灯泡不亮，可能是灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外电路断路造成的；电流表无示数，说明电路存在断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路在外不存在断路，综合分析可知，电路故障是灯泡断路．
（3）电流表和电压表均有示数，说明电路完好，则是由于小灯泡功率太小造成的；
（4）根据灯丝的电阻随温度的升高而增大来进行分析；根据图象确定额定电流，根据R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值；
（5）实验的原理是利用替代法，测出灯泡的电阻，再通过电功率的变形公式P=I²R可计算小灯泡的额定功率．

解答解：（1）由图1知，电压表连线错误，灯泡右端接线柱与电压表负接线柱相连，电路图如图所示：
；
（2）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，灯不亮，故障可能是灯泡断路．
（3）故障排除后，闭合开关，小灯泡仍不亮，但电流表和电压表均有示数，这说明电路中未发生断路，小灯泡也未短路，则可能是滑动变阻器的阻值太大，造成灯泡的实际功率太小，所以应该减小滑动变阻器的阻值；故选：C；
（4）灯丝的电阻与温度有关，所以不同电压下的电阻不同，不应该设置电阻的平均值一栏；
由图象知，当灯泡两端的电压为2.5V时，灯泡中的电流大约等于0.2A，则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（5）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：
①只闭合开关S₁，移动滑动变阻器R₂的滑片，使电流表示数为I₁；
②只闭合开关S₂，保持滑动变阻器R₂的滑片位置不变，调节滑动变阻器R₁的滑片使电流表示数为I₁；
再将滑动变阻器R₂的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I₂；
③则小灯泡的电阻与变阻器R₁此时的电阻相同，即R_L=$\frac{U}{{I}_{2}}$，
小灯泡的额定功率P_额=I₁²R_灯=I₁²•$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{U{{I}_{1}}^{2}}{{I}_{2}}$．
故答案为：（1）如图；（2）小灯泡断路；（3）C；（4）不该有电阻平均值一栏；12.5；（5）①I₁；②调节滑动变阻器的滑片；③$\frac{U{{I}_{1}}^{2}}{{I}_{2}}$．