题目内容

8．在“电阻的测量”实验中甲组同学测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻．

（1）请用笔画线代替导线，将如图1所示的实验电路未连接部分连接好（连线不得交叉）．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于a（选填“a”或“b”）端．
（2）根据所测数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象（如图2所示）．分析图象可知，小灯泡正常工作时的灯丝电阻为10Ω．
（3）从图象看，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐变大（填“变大”或“变小”），
从物理学角度分析，造成这一现象的原因是灯丝电阻随温度的升高而增大．
乙组同学测量定值电阻Rx的阻值，老师提供了以下器材：待测电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0一个、电压不变但电压值未知的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干．从中选择器材按下述要求完成实验．
（4）将所设计的电路图画在图3方框内；
（5）写出待测电阻Rx的表达式：Rx=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$．

分析 （1）由灯泡的额定电压确定电压表的量程，电压表与灯泡并联．由图象上的电流值，确定电流表的量程，电流表与灯泡串联；闭合开关前，滑片处于最大阻值处；
（2）由图象知，灯泡正常发光时的电流和电压，由欧姆定律计算正常发光时灯丝电阻；
（3）导体电阻跟导体长度、横截面积、材料、温度有关．从电阻大小影响因素来考虑；
（4）利用伏安法测电阻，需用到电流表和电压表，在此实验中，没有电压表，但给出了一个电流表和已知电阻，所以电流表和已知电阻可替代电压表的作用，因此实验中可将两个电阻并联．即可直接测得电流也可间接测得电压．由此设计电路；
（5）由电路特点和欧姆定律得到Rx的表达式．

解答 解：
（1）由图象知，灯泡正常发光时电路0.25A，电流表选择0～0.6A量程，电流表与灯泡串联．
灯泡额定电压为2.5V，电压表选择0～3V量程，电压表与灯泡并联，如图：
，
为了保护电路，闭合开关前，滑片处于a端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大；
（2）灯泡正常发光时电压2.5V，由图象知此时灯泡电流0.25A，
由欧姆定律可得此时灯泡电阻：RL=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
（3）由图象知，灯泡两端电压变化比电流变化大，所以灯泡电阻随电压的增大逐渐变大；
因为灯丝的长度、横截面积、材料不变，电压增大，温度升高，电阻增大，所以灯丝电阻随温度升高而增大．
（4）根据分析设计电路图如图：
，
（5）实验步骤：
①按电路图连接电路．
②闭合开关S1，断开开关S2，读出此时电流表的示数I1．
③闭合开关S2，断开开关S1，读出此时电流表的示数I2．
实验由②知，测电阻Rx两端的电压Ux=U0=I1R0
所以：Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$．
故答案为：（1）见上图； a；
（2）10；
（3）变大；灯丝电阻随温度的升高而增大；
（4）见上图；
（5）$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$．

点评 本题是测灯泡电阻的实验，考查了实物连接、电阻的计算以及特殊方法测电阻的实验设计等．在实验中用一个定值电阻和一块电流表代替了电压表，设计实验的宗旨就是怎样能间接地测出电阻两端的电压．

练习册系列答案
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19．小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像．将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了．

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16．下列器件没有用到磁性材料的是（　　）
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3．配制适当密度的盐水，可选出颗粒饱满的种子，以下正确的说法是（　　）
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B．饱满的种子比盐水密度小，放入盐水中将会漂浮
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13．小明在“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中：如图1，电源为两节新的干电池．

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（2）实验前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应置于右端（填“左”或“右”）．
（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电压表始终无示数，电流表有示数，其原因可能是C（填符号）．
A、滑动变阻器断路B、R断路C、R短路
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（5）小明为抢在其他同学之前完成实验儿高兴，就准备整理实验器材结束实验．你认为他的实验真的结束了吗？有什么不妥之处：没结束；应多次测量求平均值，减小误差
（6）若实验中电压表损坏，利用其它的原有仪器也能测出未知电阻R的阻值．实验电路如图4（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整．
①闭合开关S，将滑动变阻器滑片P移动至a端，记录电压表的示数I1；
②闭合开关S；
③写出待测电阻的表达式：R=$\frac{{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$R0（用已知量和测量量符号表示）
20．一个容器盛满水总质量为800g，若将150g小石块投入容器中（小石块完全浸没），溢出水后再称量，其总质量为900g，则该小石块的体积及密度分别为（　　）
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