题目内容

4.如图所示,小明在进行“测量小彩灯的电阻”的实验时,实验台上给他提供的器材有:6V的蓄电池,电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器(50Ω,1.5A),额定电压为3.8V的小彩灯,(估计正常发光时的电阻为12Ω左右),开关等各一个,导线若干.
(1)连接电路时应将开关断开,应把滑动变阻器的滑片调到C端(填“C”或“D”)
(2)他连接的实物电路如图甲所示,但还有两根导线没接好,同组小聪同学补接后又画出该电路的电路图如图乙.请用笔画线代替导线将这两根导线连接好.
(3)闭合开关后,小明发现小彩灯不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为6V,产生故障的原因可能是小彩灯断路.
(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,小彩灯正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,小彩灯正常发光时的电阻为12.7Ω(计算结果保留一位小数)
(5)同组的小刚说还应改变灯泡两端的电压,并测出相应的电流,算出对应的电阻,然后取平均值.小刚的说法是错误的(填“正确的”或“错误的”),理由是灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,取平均值没有意义.

分析 (1)连接电路时,开关断开,变阻器连入电路中的电阻最大,
(2)根据灯的额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯的两端,根据欧姆定律求出电路中最大电流,确定电流表量,电流表串联在电路中;
(3)闭合开关后,电流表的示数为零,小彩灯不发光,说明电路断路;电压表的示数为6V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与灯并联的小彩灯断路了;
(4)由图丙根据电流表分度值读数,已知电压U,由欧姆定律可求出电阻;
(5)灯的电阻随温度变化而变化,不是一个定值,取平均值没有意义.

解答 解:
(1)为保护电路,连接电路时,开关应断开,变阻器连入电路中的电阻最大,即滑片移动到C端;
(2)灯的额定电压为3.8V,所以电压表选用大量程;电源电压为6V,灯丝正常发光时的电阻约为12Ω,灯丝正常发光时的电流约为I=$\frac{U}{R}=\frac{3.8V}{12Ω}$≈0.32A,所以电流表选用小量程.电流表“0.6”接线柱接开关左端接线柱,灯泡右端接线柱接电压表“15V”接线柱,电路图如下图所示:

(3)经分析,闭合开关后,小明发现小彩灯不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为6V,产生故障的原因可能是小彩灯断路而导致电压表串联在电路中了;
(4)由图丙知电流表小量程为0.02A,电流表示数I=0.3A,灯泡电压U=3.8V,则小彩灯正常发光时的电阻
R=$\frac{U′}{I′}=\frac{3.8V}{0.3A}$≈12.7Ω.
(5)小彩灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,取平均值没有意义,他的说法是错误的;
故答案为:(1)断开;C;
(2)如上图所示;
(3)小彩灯断路;
(4)12.7;
(5)错误的;灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,取平均值没有意义.

点评 本题考查了电流表量程的选择、连接电路图、滑动变阻器的调节、电路故障分析、电流表的读数、欧姆定律及数据的处理方法,考查的知识点较多,综合性较强.

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