Question

3．小明想测额定电压为2.5V，正常工作电流小于0.3A的小灯泡的电阻．

次数	1	2	3	4
U/V	1.5	2.0	2.5	3
I/A	0.17	0.18	1	0.23

（1）实验原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）如图是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．
（3）小明连接完电路后，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了．
（4）小明排除故障后再次闭合开关，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b端（选填“a”或“b”）移动．
（5）实验结束后，小明记录了一些数据，如上表所示，请仔细分析实验数据，回答以下问题：
①表中有一个明显的错误数据是1.0，请指出错误数据并分析产生的原因：读数时看错电流表的量程．
②小灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω．
③从这些数据可以看出小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐变大（选填“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的电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）用电压表和电流表测出导体电阻的实验原理：R=$\frac{U}{I}$；
（2）使电源、开关、滑动变阻器、灯泡以及电流表串联连接，电压表测量被测电阻两端电压，据此连接实物电路；根据灯泡的额定电压选择电压表的量程，根据灯泡额定电流选择电流表量程．
（3）连接电路时，电流表正负接线柱不要接反，如果接反，电流表指针将向反方向偏转．
（4）灯泡较暗，说明电路电流太小，电路电阻较大，调节滑动变阻器滑片使滑动变阻器接入电路的电阻变小；
（5）①正常工作电流小于0.3A，大于0.3A的电流都属于明显的错误数据，；
②由图知，电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，由图可读出电流表的示数I；灯泡正常发光时的电压为额定电压U=2.5V，由R=$\frac{U}{I}$求出电阻．
③灯丝电阻随温度的升高而增大．

解答 解：（1）用电压表和电流表测出导体电阻的实验原理：R=$\frac{U}{I}$；
（2）已知灯泡的额定电压为2.5V，电压表选0～3V量程．已知灯泡正常工作电流小于0.3A，故电流表选0～0.6A量程．使电源、开关、滑动变阻器、灯泡以及电流表串联连接，电压表并联在灯泡两端，据此连接实物电路；如图：

（3）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了．
（4）闭合开关，发现灯泡较暗，为了让小灯泡正常发光，应减小变阻器的阻值，即将滑动变阻器的滑片向b端移动；
（5）①电流表选择0～0.6A，由于灯泡正常工作电流小于0.3A，所以数据1.0是错误．
根据第2次和第4次实验知，电流在0.18A～0.23A之间，应该的量程读错了，按照0～3A量程读的．
②灯泡两端的电压为2.5V时，指针位置相同时，0～3A量程的读数是0～0.6A量程的读数的5倍，
所以，灯泡的正常工作电流为0.2A．
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
③根据R=$\frac{U}{I}$分别计算出四次实验灯丝的电阻值可知：随电压的增大，电阻变大；原因是灯泡的功率越大，灯泡产生的热量越多，温度越高，电阻越大，所以灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）如上图；（3）电流表正负接线柱接反了；（4）b；（5）①1.0；读数时看错电流表的量程；②12.5；③变大；灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评 本题通过“测定一个小灯泡的电阻”的实验，考查了对电路故障的分析，电压表、滑动变阻器的接法及对实验数据的分析，同时还涉及到了灯丝电阻和温度的关系，属于常考题型．