题目内容

5.在测正常发光时电压为2.5V小灯泡电阻的实验中:

(1)如图1所示,荣荣同学所连接的电路存在错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确.请你在应改动的导线上打“x”,并用笔画线代替导线在田中画出正确的接法.
(2)连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭.检查后,发现连线正确,请你找出试验中两个操作不当之处是①连接电路时没断开开关②滑动变阻器没调到最大阻值.
(3)排除故障后,荣荣同学进行了四次测量,并将部分实验数据和现象记录在下面的表格中,请帮他将表中未填的数据(第四次实验数据如图2甲、乙图所示)和现象填写完整.(第四次实验数据如甲、乙图所示)
 实验序号 U/V I/A R/Ω 灯泡亮度
 1 0.5 0.13 3.8 不亮
 2 1.0 0.18 5.6 灯丝暗红
 3 1.5 0.21 7.1 微弱发光
 4 2.5 0.2510正常发光
(4)荣荣同学分析以上实验数据,发现小灯泡的电阻值存在明显差异,原因是:灯丝电阻受温度的影响.
(5)荣荣同学对以上数据进行了处理,通过计算平均值的方法,得到了小灯泡的电阻.你认为这样的做法是不合理(填“合理”或“不合理”)的.

分析 (1)实物连接图中,主要从电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法上考虑:从电流表和电压表的量程、连接方式、正负接线柱三个方面分析.
从滑动变阻器的接线柱选择和滑片位置分析.
(2)连接完最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,说明连接完最后一根导线,电路立即接通且电路电阻阻值很小,可从连接电路的注意事项入手分析原因;
(3)小灯泡在额定电压下会正常发光.
将电流和电压值代入公式R=$\frac{U}{I}$便可求出电阻值.
(4)当小灯泡中的电流值增大时,灯丝的温度会升高,其阻值增大;
(5)灯丝的电阻随温度的升高而增大,不同温度下的电阻不同.

解答 解:(1)电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端,测灯泡和滑动变阻器的总电压,所以电压表的“3”接线柱和滑动变阻器右下端接线柱连接错误,应把电压表并联在灯泡两端,电压表的“3”接线柱和灯泡右端接线柱连接,如下图:

(2)为保护电路,连接实物图时应:①断开开关,②滑动变阻器的滑片要调到使连入电路的电阻为最大的位置; 该组同学连接好最后一根导线后,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明连完最后一根线,电路立即接通且电路电流较大,电路阻值太小,原因是:①连接电路时没断开开关;②滑动变阻器没调到最大阻值;
(3)R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω,
此时小灯泡两端的电压等于小灯泡的额定电压,所以小灯泡正常发光.
(4)小灯泡的电阻值存在明显差异是因为灯丝电阻受温度的影响.
(5)不同电压下,灯泡的电功率不同,灯丝的温度不同,电阻不同,所以不能求平均值计算灯丝的电阻.
故答案为:(1)见上图;(2)①连接电路时没断开开关;②滑动变阻器没调到最大阻值;(3)10;正常发光;(4)灯丝电阻受温度的影响;(5)不合理.

点评 此题测量小灯泡的电阻实验,考查了学生对实物电路的连接,特别是电流表、电压表、滑动变阻器的接法,同时考查了有关有关电阻的计算及灯丝电阻与温度的关系.
电路故障也是电学中常出现的问题,要根据小灯泡、电流表、电压表的情况确定.

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