Question

6．小亮和小雨做“測(cè)定小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)，所用小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）小亮的實(shí)驗(yàn)過程如下：
①連接如圖甲所示的電路，其中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”，并在圖中改正（導(dǎo)線不能交叉）．
②電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：燈泡斷路．
③以上故障排除后，再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡仍不亮，但電流表和電壓表均有示數(shù)，接下來他應(yīng)進(jìn)行的操作是：C．
A、檢查電路是否斷路 
B、更換小燈泡
C、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片
D、檢査燈泡是否短路
④設(shè)計(jì)如下所示的記錄表格，請(qǐng)你指出表格中的問題：設(shè)計(jì)了求小燈泡電阻的平均值；第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表的示數(shù)如圖乙所示，
要測(cè)量小燈泡正常工作時(shí)的電阻，他應(yīng)將滑片P向右端（選填“左”或“右”）移動(dòng)；第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是5.2Ω．

次數(shù)	電壓/V	電流/A	電阻/Ω	電阻平均值/Ω
1	0.6	0.28
2		0.36
3	2.5

（2）小雨想利用圖丁所示的電路測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R_L，R為電阻箱．下面是他的實(shí)驗(yàn)過程，請(qǐng)你幫他完成實(shí)驗(yàn)．
①閉合開關(guān)S和S₂，斷開S₁，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U．
②閉合開關(guān)S和S₁，斷開S₂，調(diào)節(jié)電阻箱直至電壓表的示數(shù)為U-2.5V，讀出此時(shí)電阻箱的阻值為R₀．
③計(jì)算R_L的表達(dá)式為：R_L=$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$．

Answer 1

分析 （1）①電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡的兩端；圖中電路的錯(cuò)誤連線是電流表并聯(lián)在電路中；
②電流表示數(shù)為零，電壓表有示數(shù)，說明燈泡斷路；
③電流表、電壓表均有示數(shù)，燈泡不亮，可能是燈泡的實(shí)際功率太小造成，接下來他應(yīng)進(jìn)行的操作是移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片；
④根據(jù)燈絲的電阻與溫度有關(guān)進(jìn)行分析；通過滑動(dòng)變阻器的分壓作用分析滑片的移動(dòng)方向；
讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；
（2）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$確定電流表的示數(shù)，再利用并聯(lián)電路特點(diǎn)電壓相等，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出其電阻．

解答 解：（1）①由圖知，電流表并聯(lián)在了電路中，應(yīng)將其與燈泡串聯(lián)，電路圖如圖所示：

②閉合開關(guān)，小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)，則小燈泡斷路；
③故障排除后，再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡仍不亮，但電流表和電壓表示數(shù)均較小，則說明滑動(dòng)變阻器的電阻較大，使得燈泡的實(shí)際功率太小造成，此時(shí)應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向左滑動(dòng)；
④燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，實(shí)驗(yàn)表格中設(shè)計(jì)了求小燈泡電阻的平均值是錯(cuò)誤的；
因?yàn)樾�燈泡的電壓小于額定電壓，要想讓燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器向右移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的電阻減小，分壓減少，燈泡兩端的電壓增大，使燈泡正常發(fā)光．
由題意知電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.48A，則燈泡的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.48A}$=5.2Ω；
（2）如圖丁所示的電路，測(cè)出了小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻．請(qǐng)幫他將步驟補(bǔ)充完整：①閉合開關(guān)S和S₂，斷開S₁，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U．
②閉合開關(guān)S和S₂，斷開S₁，調(diào)節(jié)電阻箱直至電壓表的示數(shù)為U-2.5V，讀出此時(shí)電阻箱的阻值為R₀．
③計(jì)算R_L的表達(dá)式為：R_L=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}}$=$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$．
故答案為：（1）①見上圖；②燈泡斷路；③C；④設(shè)計(jì)了求小燈泡電阻的平均值；右；5.2Ω；（2）②閉合開關(guān)S和S₁，斷開S₂；U-2.5V；$\frac{2.5V×{R}_{0}}{U-2.5V}$．

點(diǎn)評(píng) 此題是“探究小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接，電路故障的分析，同時(shí)考查了串分壓的知識(shí)及歐姆定律的應(yīng)用，難度較大．