题目内容

20．某同学做“测量小灯泡电阻”的实验，所用实验器材均完好．
（1）图甲是测量灯泡电阻的电路图，请你在○里填上合适的电表符号．
（2）根据图甲电路，用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整．
（3）该同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮，移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不变．导致上述现象的两个操作错误是：①连接电路时开关未处于断开状态；②滑动变阻器都接下面两个接线柱．
（4）该实验的原理是（用公式表示）R=$\frac{U}{I}$．利用该实验电路，你还能研究相关的哪一个问题？测灯泡的电功率．
（5）甲乙两组同学在实验中，使用的电流表、电压表及滑动变阻器均完好且连接正确，但闭合开关后，灯泡均不亮．
甲组出现的情况是：移动变阻器的滑片，电流表有示数且不断变化，电压表示数始终为零，灯泡不亮．你认为其电路的故障是灯泡短路．
乙组出现的情况是：移动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，电压表示数始终接近3.0V，灯泡不亮．你认为其电路的故障是灯泡断路．
（6）小明利用上面的电路测小灯泡的电阻，已经记录三组数据如表，请你将表中的空白格帮小明补上．
实验次数123
电压/V2.52.01.5
电流/A0.30.270.23
电阻/Ω7.46.5
灯泡亮度亮较亮暗
（7）小明处理完数据后发现，三次测得的灯丝电阻相差较大，与其他同学交流也是同样的情况，你认为出现这种结果的原因是灯泡电阻随温度升高而增大．

分析 （1）伏安法测灯泡的电阻，根据电压表和电流表与灯泡的连接方式，填合适的符号．
（2）电流表测灯泡电流，与灯泡串联．电压表测灯泡电压，与灯泡并联．注意电压表和电流表的正负接线柱．
滑动变阻器串联在电路中，滑动变阻器接入的部分与电路图中相符．
（3）连接完最后一根导线，灯泡立刻发出微弱的光，说明在实物连接过程中，开关未处于断开状态，
移动滑片，灯泡亮度不变，滑动变阻器都接上面或都接下面接线柱，再由灯泡的亮度判断具体情况．
（4）伏安法测电阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
知道灯泡的电压和电流，不但能计算电阻，根据P=UI，也能计算功率．
（5）连接好电路，闭合开关，灯泡不亮，可能是电路电阻太大、电流太小、可能是断路、可能是短路．通过移动滑动变阻器滑片判断电路电流大小还是故障；再由电流表判断短路还是断路，再由电压表判断故障的具体位置．
（6）根据表中实验数据应用欧姆定律求出电阻阻值．
（7）从温度对电阻的影响分析答题．

解答 解：（1）电压表与灯泡并联，下面空圈填电压表，电流表与灯泡串联，上面空圈填电流表．如图甲．
（2）电路图中滑动变阻器接左半段，实物图中滑动变阻器接左下端接线柱，任意选择上面一个接线柱，把滑动变阻器与灯泡串联．
电流表测灯泡电流，与灯泡串联．电压表测灯泡电压，与灯泡并联．电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出．如图乙．

（3）连接完最后一根导线，灯泡发光，说明在连接实物时，开关未处于断开状态．
移动滑片，灯泡亮度不变，滑动变阻器都接上面接线柱或都接下面接线柱，
灯泡较亮时，都接上面两个接线柱，灯泡较暗时，都接下面两个接线柱．
（4）实验原理：R=$\frac{U}{I}$．
知道电阻的电压和电流，根据R=$\frac{U}{I}$能计算电阻，根据P=UI计算功率，所以利用该电路还能完成研究灯泡功率的问题．
（5）甲：移动滑片，电流表示数不断变化，电路通路，灯泡不亮，灯泡短路，电压表测导线电压，示数为0．
乙：电流表示数为0，电路断路，移动滑片，电压表示数始终接近3V，电压表测电源电压，灯泡断路．
（6）由I=$\frac{U}{R}$得，灯泡电阻R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
（7）由表中实验数据可知，灯泡实际功率越大，灯泡温度越高，灯泡越亮，灯丝电阻越大，灯丝电阻受温度影响，随温度升高而增大，所以三次实验所测灯丝电阻不同，相差较大．
故答案为：（1）如图甲；（2）如图乙；（3）①连接电路时开关未处于断开状态；②滑动变阻器都接下面两个接线柱；（4）R=$\frac{U}{I}$；测灯泡的电功率；（5）灯泡短路；灯泡断路；（6）8.3；（7）灯泡电阻随温度升高而增大．

点评 本题考查了实验注意事项、电路的连接、电路故障分析、求灯泡电阻、影响灯丝电阻的因素等问题；要掌握滑动变阻器的接法，连接电路时，滑动变阻器不能同时接上面或下面两个接线柱．

练习册系列答案
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10．如图所示，是小李同学做实验时所画电路图中的一部分，根据此电路图，下列四个选项中不能直接或间接测定的物理量是（　　）
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11．如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab＞tcd，运动距离sab=scd，比较两种情况，下列说法正确的是（　　）
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（2）当开关S闭合、S1断开，滑动变阻器的滑片P在b端时，通电1min灯泡L的灯丝产生的热量．
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