题目内容

11．某小组在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中，选取了下列器材：小灯泡正常发光的电压为3.8V，电阻大约为10Ω，电源电压为6V且保持不变，电压表（0-3V，0-15V）．
（1）小明设计了如图甲所示的电路图，（其它器材如图所示），电压表应选0～15V量程；
（2）同组的小雪认为小明的实验方案虽然测出了该灯泡的正常发光的电阻，但也存在一定的不足，请你指出小明方案的不足之处．用0～15V的电压表测灯泡正常发光时的电压3.8V时，指针偏角太小，读数不精确．
（3）小明和小雪交流研讨后，仍利用这些器材设计了改进的实验电路如图乙所示，小雪利用这个电路测出了如下表的三组实验数据，请你帮助小雪根据表中的数据计算小灯泡正常发光的电阻是10Ω；
实验次数电压表示数电流表示数
13V0.30A
22.6V0.34A
32.2V0.38A
（4）请回答，小雪的实验中，在调节滑动变阻器时，应该注意的事项．

分析 （1）要测小灯泡正常发光时电阻，应使灯泡两端的电压达到3.8V，据此判断甲电路图中电压表的量程；
（2）电压表的量程太大，测量的电压太小时，读数不精确；
（3）根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时变阻器两端的电压，根据表格数据得出通过灯泡的电流，利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻；
（4）根据灯泡正常发光时电压表的示数和电压表的量程确定调节滑动变阻器时应该注意的事项．

解答 解：（1）要测小灯泡正常发光时电阻，应使灯泡两端的电压达到3.8V，则电压表的量程为0～15V；
（2）测灯泡正常发光时的电压3.8V时，用量程为0～15V的电压表时，指针偏角较小，读数不精确；
（3）图乙中，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，
所以，变阻器两端的电压：
U滑=U-UL=6V-3.8V=2.2V，
由表格数据可知，通过灯泡的电流IL=0.38A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡正常发光时的电阻RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.8V}{0.38A}$=10Ω；
（4）小雪的实验中电压表的量程为0～3V，且灯泡正常发光时电压表的示数为2.2V，
在调节滑动变阻器时，应使电压表的示数在2.2V～3V之间．
故答案为：
（1）0～15V；
（2）用0～15V的电压表测灯泡正常发光时的电压3.8V时，指针偏角太小，读数不精确；
（3）10；
（4）在调节滑动变阻器时，应使电压表的示数在2.2V～3V之间．

点评 本题考查了电压表量程的选择和正确使用、串联电路特点和欧姆定律的应用、滑动变阻器的正确使用，关键是知道小雪的实验方案中电压表的量程．

练习册系列答案
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6．在测量小灯泡正常发光时的电阻的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，图甲是未连接完整的实验电路．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大）．
（2）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察电压表（选填“电压表”或“电流表”）示数的变化，当电压表的示数如图乙所示时，其读数为1.8V；若要测得小灯泡正常发光时的电阻，滑片P应向A选填“A”或“B”）端移动．
16．育才中学课外实验小组的同学想测出家用手电筒的灯泡正常工作时的电阻，实验器材有：电源（电压4.5V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡（电阻约为7Ω），滑动变阻器两个（A：“5Ω  2A”；B：“20Ω  0.5A”）．

（1）该实验的实验原理是R=$\frac{U}{I}$；实验中，应选用的滑动变阻器是B（选填“A”或“B”）；
（2）如图甲所示是实验电路图，请用笔画线代替导线，将实验电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，小灯泡亮度变暗）．
（3）该组同学连接完电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表、电压表示数均很小，怎样移动滑片都不起作用，你认为导致该故障的原因是滑动变阻器都接下面两个接线柱．
（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，若某时刻电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端电压为2V；为了测定小灯泡正常工作时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向左（选填“左”或“右”）移动．
（5）如图丙所示是根据记录的实验数据画出的小灯泡两端的电压与通过其的电流的关系图象．从图象可知，小灯泡正常工作时小灯泡的电阻是10Ω．
（6）同组的小林同学对图丙中的图象进行了深入分析，发现了生活中手电筒灯泡总是在开灯的一瞬间容易烧坏的原因，结合小林的分析，你认为该原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（7）该组同学完成实验后，又想测量一个额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻，在检查器材时发现电压表0～15V量程已经损坏，0～3V量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，请帮该组同学提供一个合理的解决方案：电压表并联在滑动变阻器两端．
3．用伏安法测标有“3.8V”小灯泡的电阻的实验中，小东同学连接了如图所示的电路，其中有部分尚未连接．请你完成下列问题：
（1）伏安法测电阻的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）用笔画线代替导线把电路连接完整，要求变阻器此时连入电路时的阻值最大．
（3）小东在测小灯泡正常发光时的电阻时，手移动滑片，眼睛观察电压（电压或电流）表，实际操作时发现很难将灯泡两端的电压准确调到3.8V，其原因是电压表使用大量程，分度值为0.5V，3.8V不在整刻线处．
（4）分析测量数据发现，加在小灯泡两端电压不同时灯丝电阻有明显变化，主要原因是灯丝电阻随温度升高而变大．
20．小章同学用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻．实验时他按图（a）所示的电路连接实物，并把实验测得的数据记录在表格中．
实验次数123
电压/V1.001.702.70
电流/A0.140.22
电阻/Ω7.17.7
（1）在电路连接过程中，电键应该处于断开状态；
（2）闭合电键前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，目的是保护电路．
（3）小章同学进行了三次实验，部分记录见上表．若电压表示数为2.7伏时，电流表的指针位置如图（b）所示，读数为0.30安，此时小灯泡的电阻为9欧．
（4）老师看了他的记录，提示说：你注意到三次测量的电阻相差较大这个现象吗？通过交流，其他小组同学也都有类似现象：灯泡电阻随电压增大、亮度增强而增大．经讨论，同学们认识到：实验有误差是肯定的，但这个现象不能单纯用误差来解释．因为：如果是误差，那么三次测得的电阻值应该相差较小（选填“较大”或“较小”），并具有时大时小的特点（选填“逐次增大”、“逐次减小”或“时大时小”）．后来，同学们注意到灯泡发热发光的特殊性，认为灯泡的电阻可能与温度有关，并通过查阅资料得到了证实．
1．著名的马德堡半球实验证明了大气压强的存在．托里拆利在玻璃管内装入密度较大的水银做实验测出大气压强的值，若换用水完成该实验，则需要增大玻璃管的长度（选填“减小”或“增大”）． 一个标准大气压约等于1.01×105帕．

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