题目内容

3.在测定小灯泡电阻的实验中,电源电压为3V,小灯泡的电阻约为10Ω
①连接电路时开关应断开;
②请你画出此实验的电路图,并将(1)的实物按你的电路图连接完整;

③此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和改变灯泡两端电压;
④闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图(2)所示为2.2V;
⑤小明同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,绘制成如图(3)所示的图象,计算小灯泡两端电压为2.5V时的电阻是12.5Ω;
⑥小云同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是灯泡的灯丝断了(写出一种既可)
⑦实际实验计算灯丝的电阻的有关记录与计算如下表:
实验次数123
电压(V)2.502.201.50
电流(A)0.240.220.16
灯丝电阻(Ω)10.4210.009.38
这位同学有些纳闷,导体的电阻不是与电压、电流无关吗?怎么三次计算的灯丝电阻却不一样呢?请你对此作出可能性的解释:灯丝的电阻随温度的升高而增大.

分析 ①为保护电路,连接电路时应断开开关;
②根据测电阻的原理画出电路图;根据I=$\frac{U}{R}$判断灯泡的最大电流来确定电流表的量程,电流表和灯泡串联,根据电路图连接实物图;
③滑动变阻器的作用一般有保护电路和改变电路中的电流或改变被测用电器两端电压;
④电压表的读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数;
⑤灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据图象读出对应的电流,根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻;
⑥电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路,灯泡不亮、电流表无示数说明电路断路,即电压表并联部分断路;
⑦据表中实验数据由欧姆定律判断电阻如何变化,从温度对电阻的影响分析原因.

解答 解:①为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器,保护电路安全,连接电路时开关应处于断开状态.
②测电阻的原理是:R=$\frac{U}{I}$,用电压表测电压,电流表测电流,电路中还需要接入滑动变阻器以保护电路,测小灯泡电阻的实验电路图如图所示:
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A<0.6A,所以电流表选择0~0.6A,把“0.6”接线柱和灯泡左端相连,实物电路如图所示:

③在此实验中,滑动变阻器的作用一是限制电路中的电流不至于过大从而保护电路,
二是通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流,从而改变灯泡两端电压.
④由图(2)可知,电压表选择的量程是0~3V,分度值0.1V,所以电压表的示数为2.2V.
⑤由图象可知,当小灯泡两端电压为U=2.5V,对应的电流I=0.2A,
根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$可得,
小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω.
⑥闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,说明电压表并联部分断路,原因可能是灯泡的灯丝断了.
⑦由表中数据可看出,随灯泡电压与电流的增大,灯泡实际功率变大,灯丝温度升高,灯丝电阻受温度影响,随温度的变化而变化,由此可得出结论:灯丝的电阻随温度升高而增大.
故答案为:①断开;
②电路图和实物图的连接如上图所示;
③保护电路;改变灯泡两端的电压;
④2.2;
⑤12.5;
⑥灯泡的灯丝断了;
⑦灯丝的电阻随温度的升高而增大.

点评 本题考查了测定小灯泡电阻的实验,涉及到了画电路图和实物图的连接、电流表量程的选择、实验的注意事项、欧姆定律的应用、电路故障的判断、电阻受温度的影响等,虽然涉及的知识点较多,综合性比较强,但都是基本内容,属于中考题目的热点和焦点.熟练掌握电路的连接、电路图的设计、电表量程的选择、相关公式的运用等,才能顺利解答此类题.

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