题目内容

12．小明同学在“伏安法测量小灯泡电阻”的实验中，所用小灯泡上标有“2.5V  0.3A”字样，电源电压为3V．请按要求回答下列问题：

（1）本实验的测量原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）用笔画线代替导线将图1未连完的实物电路连接完整（要求滑片P向右滑时电流表示数变大），并在图2右侧虚线框内画出对应的电路图．
（3）小明连好电路后，闭合开关时发现电压表指针偏转正常，电流表指针向着没有刻度的一方偏转，这是因为电流表的正、负接线柱接反了，为了能正确完成实验，此时应该进行的操作是：
实验次数电压U电流I电阻R
11.00.175.9
22.00.238.7
33.00.2910.3
立即断开开关，然后按照电流从电压表正接线柱接入，从负接线柱接出的方法连接好电路．
电路调整好后，某次测量时电流表与电压表的示数如图3所示，此时小灯泡灯丝的电阻值为8Ω．
（4）小明设计了右边的实验记录表，并将测得的几组数据记录在表中，老师说他的记录表存在不足，这不足之处是缺少灯丝温度变化，不利于发现规律．
（5）小明发现三次测量的电阻值差别很大，但他确信读数、记录都是正确的，那么是什么原因导致的呢？请说说你的看法：灯泡两端电压的增大，其实际功率变大，灯丝的温度升高，电阻越大．

分析 （1）“伏安法”测电阻的原理是R=$\frac{U}{I}$，其中U代表电压，用电压表测量；I代表电流，用电流表测量．
（2）根据“一上一下”的接线原则和下方接线柱决定接入电路中电阻的大小进行分析；先根据电源电压和灯泡的电阻确定电压表和电流表的量程，然后用导线将各元件依次连接起来（电压表除外），电压表测量灯泡两端的电压；根据实物图可画出电路图；
（3）当电压表的指针向没有刻度的那一边偏转，说明电流表的正、负接线柱接反了；应断开开关，将电压表按照“正进负出”接法接好；确定电压表和电流表的量程和分度值，读出电表的示数，利用R=$\frac{U}{I}$，求出此时的电阻；
（4）实验记录表格栏中增加灯丝温度变化，明确灯丝电阻变化的原因；
（5）金属导体的电阻随温度的升高而增大．

解答 解：（1））“伏安法”测电阻的原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）滑动变阻器应符合“一上一下”的接线原则，因为滑片向右移动，电流变大，说明滑片向右移动，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，因此应选择右下方的接线柱；
因为电源电压为3V，电压表量程选择0～3V；小灯泡电流一般不超过0.6A，故电流表选择0～0.6A；将电流表与滑动变阻器串联，电压表并联在灯泡两端，如图所示：

按照实物电路画出对应的电路图如下：

（3）当电压表的指针向没有刻度的那一边偏转，说明电流表的正、负接线柱接反了；为了能正确完成实验，应立即断开开关，然后按照电流从电压表正接线柱接入，从负接线柱接出的方法连接好电路；
电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，此时的示数为1.6V；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，此时的示数为0.2A；
此时的电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.6V}{0.2A}$=8Ω；
（4）记录表格设计不全，缺少灯丝温度变化，不利于发现灯丝电阻随温度的升高而增大的规律；
（5）根据表中的数据可知，随着灯泡两端电压的增大，其实际功率变大，灯丝的温度升高，电阻越大．
故答案为：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）见上图；（3）电流表的正、负接线柱接反了；断开开关；按照电流从电压表正接线柱接入，从负接线柱接出的方法连接好电路；8；（4）缺少灯丝温度变化，不利于发现规律；（5）灯泡两端电压的增大，其实际功率变大，灯丝的温度升高，电阻越大．

点评 本题考查测量小灯泡电阻的实验，考查的知识点比较多，主要考查学生的综合应用能力，有一定的难度．

练习册系列答案
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电阻R1/Ω510152025
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分析实验数据能得出什么结论？得出这一结论的依据是什么？
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17．在研究电流电阻与电压的关系时，同学们设计了甲、乙两种方案进行实验．（如图所示）
（1）若采用甲方案来研究电流与电压的关系时，控制变量的方法是使用定值电阻．
（2）若采用乙方案来研究电流与电阻的关系时，将电阻从10欧换成20欧后，下一步操作是将变阻器滑片向右移动，使电压表示数保持不变．
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（1）如图甲所示，是小华所连接的不完整实验电路，请你补充完整．
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现电压表、电流表均无示数，原因可能是下列中的哪一种：D（只填选项）
A．定值电阻断路  B．电压表断路  C．电流表短路   D．滑动变阻器断路
（3）在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时，小华将5Ω的电阻接入电路，电压表如图乙所示．后把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：将变阻器的滑片P向右 （填“左”或“右”）移动直至电压表示数为2 V． 若要完成整个实验，选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω．
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②为了探究电功率与电流的关系，小明认为利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器，改变电流观察灯L1或L2亮度的变化，即可得出结论．小明的方案不可行（选填“可行”或“不可行”）．
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