Question

20．用伏安法測(cè)2.5V的小燈泡的電阻．

（1）電源電壓是6V，要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)連入電路的阻值減小．用鉛筆畫線代表替導(dǎo)線，在圖1中將所給實(shí)物連接成測(cè)量電路．
（2）開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到左端，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滑動(dòng)變阻器的作用是改變燈泡兩端的電壓，．
（3）若電源電壓開關(guān)閉合后，小燈泡不亮，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)接近6V，則可能的原因是燈泡處開路．
（4）若開關(guān)閉合后，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，則可能的原因是燈泡處短路．
（5）接通電路后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)得其電流隨電壓變化的曲線如圖2．由圖可知，當(dāng)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，通過(guò)其燈絲的電流是0.3A；此時(shí)小燈泡的電阻是8.3Ω．再次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端的電壓電流發(fā)生改變，多算幾個(gè)電阻值，目的是測(cè)量不同的電壓下的燈泡電阻值．不能求平均值原因是燈泡的電阻受燈絲的溫度的影響，阻值是變化的．
（6）如果把小燈泡換成定值電阻，就可以測(cè)定值電阻的阻值，也需要多測(cè)幾次目的是減小實(shí)驗(yàn)的誤差．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，把滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端應(yīng)注意所選擇的接線柱符合“滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)連入電路的阻值減小”這一要求；
（2）電路在開關(guān)閉合前，應(yīng)使變阻器的滑片在最大阻值處；
（3）電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電路整體還是通的，只是局部出現(xiàn)了問(wèn)題，再根據(jù)電壓表的并聯(lián)位置及自身特點(diǎn)，可判斷電路中可能出現(xiàn)的故障．
（4）電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路，電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電壓表測(cè)量導(dǎo)線兩端電壓；據(jù)此分析；
（5）由圖讀取燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)的電流值．利用公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電阻的大�。�
滑動(dòng)變阻器的原理是靠改變連入電路中電阻線的長(zhǎng)度的原理工作的；②滑動(dòng)變阻器在不同的實(shí)驗(yàn)中的作用不同．
（6）測(cè)定值電阻的阻值應(yīng)多次測(cè)量取平均值，這是為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差；

解答 解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表應(yīng)選0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí)接入電路的阻值變小，故應(yīng)接下邊的右端接線柱，如圖所示；

（2）圖中變阻器的滑片置于約中間的位置，正確的接法是在閉合開關(guān)前，變阻器滑片應(yīng)置于最大阻值處，即圖中的左端；在測(cè)燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中，利用滑動(dòng)變阻器改變燈泡兩端的電壓；
（3）由題意知，電壓表有示數(shù)說(shuō)明電路的其他位置都是通的，而與電壓并聯(lián)的定值電阻可能出現(xiàn)了故障，電壓表有示數(shù)，同時(shí)還說(shuō)明電阻不可能短路，只可能斷路，當(dāng)電阻斷路時(shí)，電壓表與其他元件串聯(lián)在電路中，由于其內(nèi)阻很大，電壓表示數(shù)接近電源電壓，所以故障是燈泡開路；
（4）若開關(guān)閉合后，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路的是通的，電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)得部分電路可能短路，不可能斷路，則可能的原因是燈泡短路；
（5）由圖可知，當(dāng)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，即燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)通過(guò)其燈絲的電流是0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$得：此時(shí)小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
再次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端的電壓電流發(fā)生改變，由于燈泡的電阻受燈絲的溫度的影響，則在測(cè)燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中，利用滑動(dòng)變阻器改變燈泡兩端的電壓，目的是測(cè)量不同的電壓下的燈泡電阻值，不能求平均值原因是燈泡的電阻受燈絲的溫度的影響，阻值是變化的；
（6）測(cè)定值電阻的阻值應(yīng)多次測(cè)量取平均值，這是為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差．
故答案為：（1）如圖；（2）左；改變燈泡兩端的電壓，（3）燈泡處開路；（4）燈泡處短路；（5）0.3；8.3；測(cè)量不同的電壓下的燈泡電阻值；燈泡的電阻受燈絲的溫度的影響，阻值是變化的；（6）減小實(shí)驗(yàn)的誤差．

點(diǎn)評(píng) 本題考查在測(cè)燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是變阻器的使用，但需要細(xì)心，是電路連接中的易錯(cuò)點(diǎn)，值得我們關(guān)注．電表的讀數(shù)，歐姆定律的簡(jiǎn)單計(jì)算，通過(guò)求多次測(cè)量的平均值來(lái)減小誤差等都是我們應(yīng)該重點(diǎn)掌握的基本知識(shí)．本題的難點(diǎn)是電路故障的分析，需要我們對(duì)電路的連接有一定的熟練程度，且要理解電壓表的內(nèi)阻很大的特點(diǎn)．