Question

17．在测量额定电压为2.5V的小灯泡工作时的电阻实验中：

（1）在连接电路时开关应断开．
（2）晓明同学连接完电路后，闭合开关，发现电压表向右偏转，而电流表指针向零刻度的左边偏转，造成这一现象的原因是电流表正负接线柱接反．
（3）晓明同学排除故障后连接成了如图所示的电路，闭合开关，发现灯泡较暗，为了让小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片向左端（选填“左”或“右”）移动．
（4）当小灯泡正常发光时，电流表指针如图乙所示，则通过灯泡的电流是0.26A，小灯泡正常工作时的电阻是9.6Ω．（结果保留一位小数）
（5）实际使用中，电流表的阻值虽然很小但并不为零，因此串联在电路中有分压作用；电压表的阻值虽然很大但不是无穷大，因此并联在电路中有分流作用．当我们用伏安法测电阻的阻值时可以有两种连接方法，如图（甲）、（乙）所示．请分析说明为了提高测量的精确度，待测电阻的阻值在什么情况下用（甲）图所示的电路同，什么情况下用（乙）图所示的电路？说说为什么？

Answer 1

分析 （1）连接电路时，开关应断开；
（2）根据电流表指针反向偏转回答；
（3）灯在额定电压下才正常发光，小于额定电压，灯发光较暗，根据分压原理确定滑片移动的方向；
（4）根据电流表小量程读数，由R=$\frac{U}{I}$求灯的电阻大小；
（5）在图1中，电压表测量是准确的，电流表的示数与通过定值电阻的实际电流越接近，测量的精确度越高，根据分流原理作出判断；
在图2中，电流表的示数是准确的，电压表的示数与R的实际电压越接近，测量的精确度越高，根据分压原理作出判断．

解答 解：（1）连接电路时，为保护电路，开关应是断开的；
（2）电流表指针反向偏转，说明电流表的正负接线柱接反了；
（3）灯在额定电压下才正常发光，灯发光较暗，说明灯的电压小于额定电压，要增加灯的电压，就要减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，所以，滑片向左端移动；
（4）灯的额定电压为2.5V，电流表小量程的分度值为0.02A，正常发光时的示数为0.26A，所以灯的电阻R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.26A}$=9.6Ω；
（5）待测电阻较小时，用图1所示的电路图．电压表内阻R_V很大，大小是一定的，根据分流原理，电流的分配与电阻成反比，若R较小，则通过R的电流相比通过电压表的电流要大得多，根据并联电路电流的特点，电流表的示数更接近通过R的电流大小，所以选用甲图能提高测量的精确度；
若R较大，应选用乙图，电流表的内阻相比R的电阻小很多，根据分压原理，电流表分得的电压相比R分得的电压小得多，根据串联电路电压的特点，电压表的示数更接近R的电压，所以选用图2电路图，可提高测量的精确度．
故答案为：（1）断开；
（2）电流表正确接线柱接反；
（3）左；
（4）0.26；9.6；
（5）待测电阻较小时，用图1所示的电路图；待测电阻较大时，应选用乙所示的电路图．

点评 本题测小灯泡正常工作时的电阻大小，考查电路的连接注意事项、操作过程、电阻的计算及灵活运用知识解决实际问题的能力，最后一问体现了初中物理与高中物理的衔接，难度较大．