题目内容

10.在用“伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实验电路未连接部分连接好(连线不得交叉).
(2)在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是把指针调到“0”刻度处.
(3)故障排除后,闭合开关前,把滑动变阻器的滑片应滑到A端
(填“A”或“B”).同学们移动滑动变阻器的滑片,记录了多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值,并根据这些数据在坐标纸上给出了U-I图象(如图丙所示).分析图象可知,当电压为1.5V时,小灯泡的电流为0.2A,小灯泡正常工作时灯丝电阻为10Ω,小灯泡的额定0.625W.
(4)从图象还可看出,小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐变大(选填“变大”或“变小”).从物理学角度分析,造成这一现象的原因有电压增大时,小灯泡功率增大,灯丝温度升高.

分析 ①根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,且与灯泡并联;电流表与灯泡串联测通过的电流.
②由图乙知电流表指针没有指在零刻度线上,应对电流表进行调零,使指针指在零刻度线上.
③为保护电路,连接电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值;
由I-U图象找出灯泡额定电压所对应的电流,然后用公式R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡正常工作时灯丝电阻.
④影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度、横截面积和温度;对大多数导体来说,温度越高,电阻越大.

解答 解:(1)灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联;电流表与灯泡串联,如下图所示:

(2)由乙图可知电流表指针没有指在零刻度线上,则接下来的操作是对电流表进行调零.
(3)按电路图正确连接电路后,闭合开关前需要把变阻器的滑片放在滑动变阻器阻值最大的位置上,即滑动变阻器滑片应滑到A端.
由图3所示I-U图象可知,灯泡额定电压U=2.5V,所对应的电流I=0.25A,则小灯泡正常工作时灯丝电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω;
(4)灯丝两端的电压增大时,灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻增大.灯丝的电阻跟灯泡两端的电压没有直接的关系.
故答案为:(1)见上图;(2)把指针调到“0”刻度处;(3)A;0.2;10;0.625;(4)变大;电压增大时,小灯泡功率增大,灯丝温度升高.

点评 本题考查了电压表的调节、连接电路图等问题,是电学实验的常考内容,一定要掌握;连接实物图时应注意:①电压表、电流表的正负极不要接反.②注意电压表、电流表的量程不要接错.③滑动变阻器的分压与限流接法,滑片移动时阻值的变化应符合题意要求.

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