Question

有一组同学用伏安法测量小灯泡的电阻，实验桌上有电池组、电流表（0-0.6A，0-3A）、电压表（0-3V，0-15V）、滑动变阻器、2.5V的小灯泡各一个，导线若干．
（1）除上述器材外，还需要______一个
（2）画出实验电路图
（3）实验中电压表选______量程，电流表选______量程
（4）滑动变阻器在实验中的作用：①______，②______．
（5）当小灯泡两端电压达到2.5V时，电流表示数如图所示，则小灯泡的电阻为______Ω．

（6）实验中发现，小灯泡的亮度不同，灯丝电阻也不同，这说明了______．
（7）实验中常会有下列问题，请你说明原因：
①电流表指针反向偏转．______
②电压表指针偏过最大刻度值______
③不论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡的亮度不变______．

Answer 1

【答案】分析：（1）实验需要电路最基本的组成部分：提供电能的电源、控制电路的开关、连接电路的导线、被测灯泡．
测灯泡的电阻，需要电压表测量电压，需要电流表测量电流，需要滑动变阻器来保护电路和改变灯泡的电压和电流．
（2）按照开关、电流表、被测灯泡与滑动变阻器串联，电压表与灯泡并联来设计．
（3）根据灯泡的额定电压可判断电压表的量程，由于滑动变阻器的串联，电流表的量程可适当选择小量程．
（4）滑动变阻器串联在电路中，当处于最大阻值时，可以使电路中的电流处于最小值，从而起到对所有元件的保护作用，并且移动滑片可以通过改变电路中的电阻，而改变通过灯泡的电流，从而改变灯泡两端的电压．
（5）电流表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少，从而知道灯泡的额定电压和电流值，利用R=可求灯泡的电阻．
（6）小灯泡的亮度不同，灯丝电阻也不同，根据灯泡的亮度变化时，会引起灯丝的哪一个因素的变化，从而分析找出引起电阻不同的因素．
（7）本电路中故障判断、电表异常情况的分析，应从电表的是否正确使用方法，和滑动变阻器的正确接法上分析．
解答：解：（1）实验需要电路各组成部分的作用分析可知：缺少控制电路的开关．
故答案为：开关．
（2）电流表测灯泡的电流，滑动变阻器串联在电路中，电压表与灯泡并联，设计电路图如图：
（3）因为灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0-3V，由于滑动变阻器的串联在电路中，电流表的量程可选择小量程为0-0.6A．
故答案为：0-3V，为0-0.6A．
（4）闭合开关前，滑动变阻器处于最大阻值，则闭合开关后，可以使电路中的电流处于最小值，从而对所有用电元件起到保护作用，并且移动滑片可以通过改变电路中的电阻，而改变通过灯泡的电流，从而改变灯泡两端的电压，可以进行多次测量．
故答案为：保护电路；改变灯泡两端的电压．
（5）电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.32A，灯泡的实际电压为2.5V，则R===7.8Ω．
故答案为：7.8Ω．
（6）小灯泡的亮度不同，灯丝电阻也不同，这时，灯泡灯丝的材料、长度和粗细都没有变化，只有灯丝由于受热温度升高，故引起电阻不同的原因是温度．
故答案为：灯泡灯丝电阻跟温度有关．
（7）①电流表指针反向偏转，表明电流表流入的电流方向不对，即电流表正负接线柱接反了．
②电压表指针偏过最大刻度值，表明超出电压表的量程，所以可能是电压表量程选的太小或滑动变阻器阻值太小或电源电压太大
③不论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡的亮度不变．说明滑动变阻器滑片的移动没有起到改变电路中电阻的作用，是一种无效的接法，即滑动变阻器没接成“一上一下”（或滑动变阻器与灯泡并联）．
故答案为：①电流表正负接线柱接反了，②滑动变阻器阻值太小（或电源电压太大、或电压表量程选小了）③滑动变阻器没接成“一上一下”（或滑动变阻器与灯泡并联）．
点评：本题考查了器材的选择，电压表、电流表和滑动变阻器的使用，实验数据的分析，电流表读数和电阻的计算等，这些都是电学实验中最基本的知识和技能，一定要掌握．