Question

小明和小楠同學(xué)想測(cè)量一個(gè)定值電阻的阻值．
（1）如圖1甲是他倆設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)你依照?qǐng)D甲用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)在圖1乙中將沒(méi)有連接完的實(shí)物電路補(bǔ)充完整，并要求滑動(dòng)變阻器向左移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大．
（2）小明連接完電路后，閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不發(fā)光，觀察電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，請(qǐng)你分析故障原因：

燈泡短路

．
（3）若小明同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，移動(dòng)滑片的位置，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大時(shí)，電壓表示數(shù)卻變小，你分析一下產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的原因是

電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)

．
（4）小楠連接好電路后，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，但是由于小楠同學(xué)的疏忽，做完實(shí)驗(yàn)后才發(fā)現(xiàn)，把測(cè)量的電流值都寫(xiě)在草稿紙上而忘了填入記錄表格中．請(qǐng)你幫助小楠同學(xué)把記錄在草稿紙上的電流值填入表中．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	1.0	1.8	2.5
電流I/A	0.17	0.30	0.42

（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小楠同學(xué)想用原電路測(cè)量一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻．他用燈泡替換了電阻，按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線(xiàn)，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線(xiàn)正確，請(qǐng)你找出實(shí)驗(yàn)中操作不當(dāng)之處①

連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)

②

滑動(dòng)變阻器阻值沒(méi)有全部接入電路

（寫(xiě)出一種即可）．
（6）小楠同學(xué)排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表讀數(shù)/V	電流表讀數(shù)/A	燈泡電阻/Ω	燈泡電阻的平均值/Ω
1	0.5	0.16	3.13	R= 3.13+5.00+5.56+6.25+7.35 5 =5.46
2	1.0	0.20	5.00
3	1.5	0.27	5.56
4	2.0	0.32	6.25
5	2.5	0.34	7.35

a．根據(jù)上述表格，計(jì)算出小燈泡的額定功率是

0.85

W．
b．你認(rèn)為她的表格設(shè)計(jì)合理嗎？

不合理

 為什么？

燈泡在不同電壓下阻值不同，求燈泡電阻的平均值沒(méi)有意義

c．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小楠畫(huà)出小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系曲線(xiàn)，如圖2，由圖可知燈泡電阻的變化規(guī)律是

隨電壓增大，燈泡電阻增大

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電源電壓確定電壓表量程，滑動(dòng)變阻器向左移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大，則滑動(dòng)變阻器接左下接線(xiàn)柱，電阻、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端．
（2）燈泡不發(fā)光，可能是燈泡斷路、短路，或燈泡之外電路斷路造成的，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析故障原因．
（3）滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及電路現(xiàn)象分析原因．
（4）由歐姆定律可知，導(dǎo)體兩端電壓越大，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，據(jù)此把草稿紙上的數(shù)據(jù)填入表中．
（5）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（6）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；
燈泡電阻隨溫度變化為變化，求不同電壓下燈泡電阻的平均值沒(méi)有意義；
根據(jù)圖象找出燈泡電流隨電壓變化的規(guī)律，然后由歐姆定律找出燈泡電阻的變化規(guī)律．

解答：解：（1）電源電壓是1.5V×2=3V，電阻、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，電路圖如圖所示．
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或短路或燈泡之外電路斷路造成的，燈泡短路時(shí)，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，符合電路故障現(xiàn)象．
（3）待測(cè)電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小時(shí)，電路電流變大，電流表示數(shù)變大，滑動(dòng)變阻器電壓變小，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，待測(cè)電阻兩端電壓變大，由題意可知：電流表示數(shù)變大時(shí)，電壓表示數(shù)卻變小，由此可見(jiàn)：滑動(dòng)變阻器接在滑動(dòng)變阻器兩端．
（4）由歐姆定律可知，隨電阻兩端電壓的增大，通過(guò)電阻的電流增大，據(jù)此把草稿紙上的數(shù)據(jù)填入表中，如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	1.0	1.8	2.5
電流I/A	0.17	0.30	0.42

（5）連接好最后一根導(dǎo)線(xiàn)，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，表明：連接完最后一根導(dǎo)線(xiàn)，電路是閉合的，說(shuō)明連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；燈泡發(fā)出耀眼的光，這說(shuō)明：燈泡實(shí)際功率很大，通過(guò)燈泡電流較大，電路電阻較小，連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器的最大阻值沒(méi)有介入電路．
（6）a、由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，燈泡額定電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流是0.34A，則燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.34A=0.85W；
b、由表格可知，求出燈泡在不同電壓下的電阻后，又求電阻的平均值，這是錯(cuò)誤的，因?yàn)椋簾襞蓦娮桦S溫度的變化而變化，燈泡在不同電壓下的阻值不同，求燈泡不同電壓下電阻的平均值沒(méi)有意義．
c、∵I=

U

R

，∴R=

U

I

，由圖2所示I-U圖象可知，隨燈泡電壓U增大，通過(guò)燈泡的電流I增大，但△U＞△I，由R=

U

I

可知，隨燈泡電壓增大，燈泡電阻變大．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）燈泡短路；（3）電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)；（4）如上表所示；
（5）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；滑動(dòng)變阻器阻值沒(méi)有全部接入電路；（6）a、0.85；b、不合理；
燈泡在不同電壓下阻值不同，求燈泡電阻的平均值沒(méi)有意義；c、隨電壓增大，燈泡電阻增大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、求燈泡功率、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理評(píng)價(jià)、影響燈泡電阻的因素等問(wèn)題，是實(shí)驗(yàn)的�？紗�(wèn)題，一定要掌握；連接電路圖時(shí)要注意電表正負(fù)接線(xiàn)柱不要接反，注意滑動(dòng)變阻器的接法；要熟練掌握實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)．