题目内容
18．
如图所示，是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡标有“2.5V”字样．（1）请指出电路连接中的两个不当之处：
①电压表没有并联在小灯泡两端；
②电压表量程选择过大．
（2）他们改正电路连接中的不当之处后，闭合开关，移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱．出现这种现象的原因是：电源电压过低．
（3）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：
| 电压（V） | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
| 电流（A） | 0.20 | 0.24 | 0.26 |
②通过分析实验数据可知，小灯泡的电阻是变化（填写“不变”或“变化”）的，其原因是：小灯泡发光时，温度升高造成电阻变化．
（4）实验结束，小明提出了一个探究设想：可以利用图中的实验器材来探究“并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”．（开关使用时可移动）
①请帮他们设计一个实验方案，画出电路图；
②在实验探究过程中，滑动变阻器不但可以改变电路中的电流，它还是电路中的一个电阻，但在移动滑片时一定要注意通常不把电阻调为零．
分析 （1）实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑，从滑动变阻器接线柱的接入和滑片的位置考虑；
（2）灯泡亮度较弱，说明电路电流太小，从I=$\frac{U}{R}$虑，可能是电压太低，可能是电阻太大，但是滑动变阻器滑片移动过程中，两表和灯泡亮度变化比较小，不是电阻大的原因；
（3）①在表格中找灯泡额定电压2.5V时的电流，根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻；
②根据R=$\frac{U}{I}$分别计算不同电压下的电阻，判断电阻是否变化，从电阻大小的影响因素分析电阻变化的原因；
（4）探究并联电路中，干路电流与各支路电流关系时，必须设计成并联电路；灯泡与滑动变阻器并联，滑动变阻器是可变电阻，移动滑片，改变支路电流，观察干路电流变化，滑动变阻器在移动滑片过程中不能阻值为0．
解答 解：（1）由图知，电压表并联在滑动变阻器两端，没有并联在灯泡两端；
灯泡额定电压为2.5V，电压表选择了0～15V量程，量程选择太大；
由题目表格中电流值知，电流表应选择0～0.6A量程，电流表选择量程太大了；
（2）灯泡亮度较弱，电流太小．根据I=$\frac{U}{R}$知，电流小，可能电压小或电阻太大，
移动滑片过程中，电阻变化较大，两表和灯泡亮度变化不大，可见原因是电源电压太低；
（3）①小灯泡正常工作时的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.4Ω；
②由R=$\frac{U}{I}$得灯泡在2.0V、2.5V、2.8V时的电阻分别为：10Ω、10.4Ω、10.8Ω，
所以，灯泡电压升高，灯丝电阻增大，
其原因是灯泡电压增大，电流增大，灯泡的功率增大，灯丝温度升高，灯丝电阻增大；
（4）①要探究并联电路干路电流与各支路电流关系时，灯泡与滑动变阻器组成并联电路，电流表在干路上，开关接在灯泡的支路上．如图．
闭合开关，移动滑片，滑动变阻器电压不变，电阻变化，电流变化，灯泡支路电流不变，观察干路电流表变化情况．
保持滑动变阻器的滑片不动，断开开关，滑动变阻器支路电流不变，灯泡支路减小为零，观察干路电流表变化情况．
②实验探究过程中，滑动变阻器不但可以改变电路中的电流，它还是电路中的一个电阻，移动滑片过程中，不能为0，如果为0，电路短路，损坏电流表、电源等．
故答案为：
（1）①电压表没有并联在小灯泡两端；②电压表量程选择过大（或电流表量程选择过大）；
（2）电源电压过低；
（3）①10.4Ω；②变化；小灯泡发光时，温度升高造成电阻变化．
（4）①电路图如上图所示；②电阻（用电器）．
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．
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