Question

【题目】小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材连接了如图甲所示电路。

（1）同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验，其原因是_____。并且电路连接也有错误，如果此时闭合开关，小灯泡_____（选填“发光”或“不发光”），电压表_____（选填“有示数”或“无示数”）．请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确。

（_____）

（2）小明重新选择合理器材，将电路改接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正确发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω。

（3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而_____。在这个图象中，横轴应该表示的是_____（选填“电压”或“电流”）

（4）上述实验结束后，小明又设计了如图丁所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：

①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V。

②_____（填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为_____V，这时小灯泡正常发光。

③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V。

④小灯泡的额定功率P额＝_____W。

Answer 1

【答案】电源电压低于灯泡的额定电压 不发光 有示数 10 增大 电流 闭合S、S1 2 断开S2 0.5

【解析】

（1）测灯的额定功率，灯的电压要高于灯的额定电压；分析电路的连接确定两表的示数；根据电路连接错误之改正；

（2）根据电流表小量程读数，由欧姆定律求电阻大小；

（3）灯丝的电阻随温度升高而增大。根据欧姆定律，电压的增加量应大于电流的增加量；

（4）先测出电源电压U；只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U=2.5V时，灯正常发光，在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即，

根据 可求小灯泡的额定功率P额。

（1）电源电压为3V，小于灯的额定电压，故选的器材不能完成此实验；原电路中，电压表串联在电路中，电路中几乎没有电流，电流表将变阻器串联了，此时闭合开关小灯泡不发光，电压表与电源连通，电压表有示数；电流表应串联在电路中，电压表与灯并联，如下左图所示：

（2）此时电流表示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡正常发光时的电阻是： ；

（3）并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而增大。根据欧姆定律的变形公式： ，因灯丝的电阻随温度升高而增大，故电压的增加量应大于电流的增加量，如上左图所示，在这个图象中，横轴应该表示的是电流；

（4）根据上面的分析，具体步骤：

①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V；

②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光；

③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V。

在①中，电源电压为U＝4.5V，在②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，灯的电压： ，灯正常发光；

在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，滑片以上电阻丝的电压为： ，根据分压原理，，因变阻器的总电阻为15Ω，故 ，由欧姆定律和串联电路电流的规律，通过变阻器的电流即灯的额定电流： ，

④小灯泡的额定功率。

故答案为：(1). 电源电压低于灯泡的额定电压 (2). 不发光 (3). 有示数 (4). 10 (5). 增大 (6). 电流 (7). 闭合S、S1 (8). 2 (9). 断开S2 (10). 0.5

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