Question

4．在“測(cè)量小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中，有如下器材：電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、電壓為6V的電源、額定電壓是4.5V的小燈泡、標(biāo)有“20Ω1.5A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干．

（1）請(qǐng)完成如圖1所示實(shí)驗(yàn)電路的連接，要求：滑片向右移動(dòng)時(shí)燈變亮．
（2）甲組同學(xué)連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢査后，發(fā)現(xiàn)連線正確，請(qǐng)你找出實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處：
①連接電路時(shí)沒(méi)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；②滑動(dòng)變阻器沒(méi)調(diào)到最大阻值．
（3）乙組同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)．接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是C
A．更換小燈泡
B．檢査電路是否斷路
C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（4）在某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，閉合開(kāi)關(guān)后電流表和電壓表的示數(shù)如圖2所示，燈泡的阻值是15Ω．
（5）某同學(xué)測(cè)量小燈泡電阻時(shí)，正確連接電路并記錄了數(shù)據(jù)如表．請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)判斷他處理數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤之處在于求平均電阻，原因燈泡電阻隨溫度的變化而變化，求燈泡電阻的平均值沒(méi)有意義．．

I/A	U/W	亮度	R/Ω	測(cè)量結(jié)果
0.2	2	很暗	10	$\begin{array}{l}{R_{平均}}=\frac{{{R_1}+{R_2}+{R_3}}}{3}\\=\frac{10+12+15}{3}\end{array}$ =12.3Ω
0.25	3	較亮	12
0.3	4.5	很亮	15

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓選擇電壓表的量程；連線時(shí)注意滑動(dòng)變阻器的接法．
（2）連接完最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，說(shuō)明連接完最后一根導(dǎo)線，電路立即接通且電路電阻阻值很小，可從連接電路的注意事項(xiàng)入手分析原因．
（3）乙組同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，!說(shuō)明電路是通路，不用更換燈泡，也不用檢查電路是否斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，分析電阻過(guò)大的原因，然后進(jìn)行下一步操作．
（4）根據(jù)電流表、電壓表的量程和分度值，讀出電壓和電流計(jì)算出電阻．
（5）燈泡電阻絲的溫度隨燈泡電壓的變化而變化，燈泡阻值隨溫度的變化而變化；求燈泡不同電壓下電阻的平均值沒(méi)有意義，實(shí)驗(yàn)中處理數(shù)據(jù)的過(guò)程是錯(cuò)誤的．

解答 解：（1）由題意知燈泡的額定電壓是4.5V，故電壓表的量程為0-15V，滑動(dòng)變阻器接一上一下兩個(gè)接線柱，滑片向右移動(dòng)時(shí)燈變亮，故接右下接線柱，電路圖如圖所示．

（2）為保護(hù)電路，連接實(shí)物圖時(shí)應(yīng)：①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，②滑動(dòng)變阻器的滑片要調(diào)到使連入電路的電阻為最大的位置． 甲組同學(xué)連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說(shuō)明連完最后一根線，電路立即接通且電路電流較大，電路阻值太小，原因是：①連接電路時(shí)沒(méi)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；②滑動(dòng)變阻器沒(méi)調(diào)到最大阻值．
（3）乙組同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)后，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路是通路，燈泡沒(méi)壞，也不是斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，下一步操作：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，即應(yīng)進(jìn)行C項(xiàng)操作．
（4）電壓表的量程為0-15V，分度值為0.1V，示數(shù)為4.5V；電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4.5V}{0.3A}$=15Ω．
（5）小燈泡的電阻值，隨燈泡溫度（亮度）變化而變化，不同溫度下，燈泡的阻值不同，
求燈泡電阻阻值的平均值沒(méi)有意義．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）①連接電路時(shí)沒(méi)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；②滑動(dòng)變阻器沒(méi)調(diào)到最大阻值；（3）C；（4）求平均電阻；燈泡電阻隨溫度的變化而變化，求燈泡電阻的平均值沒(méi)有意義．

點(diǎn)評(píng) （1）本實(shí)驗(yàn)題涉及實(shí)物圖的連接、電路故障分析，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定難度；
（2）對(duì)與第三問(wèn)的故障問(wèn)題，在連接好電路，剛剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，燈泡不亮，可能是電流太小，可能是燈泡斷路或短路．
先通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片判斷是通路還是故障，再由電流表示數(shù)判斷是短路還是斷路，再由電壓表判斷故障的具體位置．
（3）燈泡電阻隨溫度的變化而變化，不同溫度下，燈泡的阻值不同，求燈泡阻值的平均值沒(méi)有意義．