Question

如图所示，是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡标有“2.5V”字样．
（1）请指出电路连接中的两个不当之处：
①______；②______．
（2）他们改正电路连接中的不当之处后，闭合开关，移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱．出现这种现象的原因是：______．
（3）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值．记录如下：

电压（V）	2.00	2.50	2.80
电流（A）	0.20	0.24	0.26

①小灯泡正常工作时的电阻大小约为______；
②通过分析实验数据可知，小灯泡的电阻是______（填写“不变”或“变化”）的，其原因是：______．
（4）实验结束，小明提出了一个探究设想：可以利用图中的实验器材来探究“并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系”．

①请帮他们设计一个实验方案，将电路图画在虚线框中；
②在实验探究过程中，滑动变阻器不但可以改变电路中的电流，它还是电路中的一个______，但在移动滑片时一定要注意______．

Answer 1

【答案】分析：（1）实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：
从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑．
从滑动变阻器接线柱的接入和滑片的位置考虑．
（2）灯泡亮度较弱，说明电路电流太小，从I=考虑，可能是电压太低，可能是电阻太大．
但是滑动变阻器滑片移动过程中，两表和灯泡亮度变化比较小，不是电阻大的原因．
（3）①在表格中找灯泡2.5V时的电流，根据R=计算电阻．
②根据R=分别计算不同电压下的电阻，判断电阻是否变化，从电阻大小的影响因素分析电阻变化的原因．
（4）探究并联电路中，干路电流与各支路电流关系时，必须设计成并联电路．
灯泡与滑动变阻器并联，滑动变阻器是可变电阻，移动滑片，改变支路电流，观察干路电流变化，滑动变阻器在移动滑片过程中不能阻值为0．
解答：解：（1）经分析，电压表并联在滑动变阻器两端，没有并联在灯泡两端．
灯泡额定电压为2.5V，电压表选择了0～15V量程，量程选择太大．
由题目表格中电流值知，电流表应选择0～0.6A量程，电流表选择量程太大了．
（2）灯泡亮度较弱，电流太小．根据I=知，电流小，可能电压小或电阻太大．
移动滑片过程中，电阻变化较大，两表和灯泡亮度变化不大，可见原因是电源电压太低．
（3）①R===10.4Ω．
②由R=得灯泡在2.0V、2.5V、2.8V时的电阻分别为：10Ω、10.4Ω、10.8Ω．
所以，灯泡电压升高，灯丝电阻增大．
其原因是灯泡电压增大，电流增大，灯丝温度高，灯丝电阻增大．
（4）①要探究并联电路干路电流与各支路电流关系时，灯泡与滑动变阻器组成并联电路，电流表在干路上，开关接在灯泡的支路上．如图．

闭合开关，移动滑片，滑动变阻器电压不变，电阻变化，电流变化，灯泡支路电流不变，观察干路电流表变化情况．
保持滑动变阻器的滑片不动，断开开关，滑动变阻器支路电流不变，灯泡支路减小为零，观察干路电流表变化情况．
②实验探究过程中，滑动变阻器不但可以改变电路中的电流，它还是电路中的一个电阻，移动滑片过程中，不能为0，如果为0，电路短路，损坏电流表、电源等．
故答案为：（1）①电压表没有并联在小灯泡两端；②电压表量程选择过大（或电流表量程选择过大）；
（2）电源电压过低；
（3）①10.4Ω；②变化；小灯泡发光时，温度升高造成电阻变化；
（4）①电路图如图所示；②电阻；电阻值不能为零．
点评：本题考查了电压表和电流表的正确使用、电路故障分析、电阻计算、灯丝电阻大小影响因素、设计探究并联电路干路电流和支路电流关系等．其中，电路故障分析和设计电路是本题的难点．