Question

在“測量小燈泡的電阻”實驗中，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）電路接通后，小明發(fā)現(xiàn)移動滑動變阻器的滑片使其接入電路的電阻減小時，電壓表的示數(shù)也變小了，你認為電路連接中存在的錯誤是

電壓表接在了滑變器的兩端

． 而小東連接好電路開始實驗時，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)都不變化，這是因為

滑動變阻器的電阻線全部連入電路，滑片不起調(diào)節(jié)作用

．
（2）改正電路后，小明將測得的數(shù)據(jù)及計算結(jié)果填在下面的表格中：

實驗次數(shù) 物理量	1	2	3	4
電壓U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
電流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
電阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

小燈泡正常發(fā)光時的電阻為

8.3

Ω（保留一位小數(shù)）．
（3）分析表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這說明

鎢燈絲溫度降低電阻減小

．這種現(xiàn)象在生活中也也有體現(xiàn)，例如家里的白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲

容易

（選填“容易”或“不容易”）燒掉．
（4）小明還想測出一段電爐絲的電阻值，可是在連接電路時發(fā)現(xiàn)電流表已被燒壞；請你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值為20Ω的滑動變阻器、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干），幫助小明設(shè)計一個不移動電壓表就能測出這段電爐絲阻值的電路．把你設(shè)計的實驗電路圖畫在虛線框內(nèi)（電爐絲的符號為：（“”）．

Answer 1

分析：（1）從伏安法測電阻的電路入手分析，當(dāng)滑動變阻器的阻值減小時，待測電阻兩端電壓和滑動變阻器兩端電壓的變化情況，從而可以確定電壓表的位置．
根據(jù)題意可知，滑動變阻器不起調(diào)節(jié)作用，根據(jù)滑動變阻器的使用方法可以確定其連接的錯誤所在．
（2）根據(jù)公式R=

U

I

，可以表格中的額定電壓和額定電流值即可求出其正常發(fā)光時的電阻．
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，燈絲的電阻在減小，根據(jù)電阻的決定因素可以確定燈絲電阻與溫度關(guān)系；用電器中電流越大，用電器越容易燒毀，結(jié)合電阻與溫度的關(guān)系，從而可以確定白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲是否容易燒毀．
（4）利用動變阻器的最大阻值和它兩端的電壓，可以起到電流表的作用，以及滑片P的移動可以改變電路的連接方式，從而使電壓表測量不同電路兩端的電壓，由此可以得到滑動變阻器兩端的電壓．進而可以求得待測電阻的阻值．

解答：解：（1）用伏安法測量電阻的阻值所用的電路如下圖所示，當(dāng)滑動變阻器接入電路得到電阻減小時，電阻中的電流增大，待測電阻兩端的電壓增大，即電壓表的示數(shù)要增大．由于電源電壓不變，所以滑此時動變阻器兩端的電壓就要減�。�而此時電壓表的示數(shù)減小，說明電壓表并聯(lián)在了滑動變阻器的兩端．

在使用滑動變阻器時，只有選用一上一下兩個接線柱，滑動變阻器才具有調(diào)節(jié)作用；
當(dāng)同時選用下面兩個接線柱時，滑動變阻器的阻值全部接入電路，滑動變阻器不起調(diào)節(jié)作用；
當(dāng)同時選用上面兩個接線柱時，滑動變阻器沒有接入電路，同樣不起調(diào)節(jié)作用．
此時無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)都不變化，說明滑動變阻器不起調(diào)節(jié)作用，就是由上面兩種情況造成的．
（2）由題意知，燈泡的額定電壓為2.5V，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，此時燈泡中的電流為0.30A，
小燈泡此時的電阻：R=R=

U

I

=

2.5V

0.30A

=8.3Ω．
（3）燈泡兩端的電壓越大，燈泡的功率越大，燈絲的溫度越高；通過計算發(fā)現(xiàn)，燈絲的電阻也在隨著溫度的升高而增大．
由此可以得出結(jié)論：鎢燈絲溫度降低電阻減�。�
當(dāng)開關(guān)剛接通時，白熾燈的燈絲溫度較低，電阻較小，燈絲中的電流較大，所以此時的白熾燈更容易燒毀．
（4）設(shè)計電路如下圖所示：當(dāng)滑片P位于最左端時，滑動變阻器沒有接入電路，此時電壓表測量電源電壓U；
當(dāng)滑片P位于最左端時，滑動變阻器全部接入電路，此時滑動變阻器的最大阻值R₂與待測電阻R₁串聯(lián)接入電路，電壓表測量待測電阻兩端的電壓U₁．
則滑動變阻器兩端的電壓U₂=U-U₁．
此時電路中的電流：I=

U-U1

R2

，再利用此時R1兩端的電壓U₁，即可求出待測電阻R₁的阻值．

答案為：（1）電壓表接在了滑變器的兩端      
滑動變阻器的電阻線全部連入電路，滑片不起調(diào)節(jié)作用 
（2）8.3
（3）鎢燈絲溫度降低電阻減�。蝗菀�
（4）如圖．

點評：測量電阻的方法有多鐘，伏安法是其中的一種；
其他方法有：若給出兩個電流表和已知阻值的定值電阻也可測量待測電阻的阻值；若給出兩個電壓表和已知阻值的定值電阻測量待測電阻的阻值；給出一個滑動變阻器和一個電流表測量待測電阻的阻值以及此題的給出一個滑動變阻器和電壓表測量待測電阻的阻值．
總之，測電阻用到的是間接法，其主要思路就是想法求得待測電阻兩端的電壓和通過它的電流，利用歐姆定律求得其阻值．