Question

（6分）小强利用如图甲所示电路测定小灯泡的电阻，被测小灯泡的正常发光的电压为2.5V。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）。

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是__________________。正确连接电路，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，灯泡都不亮，电压表的示数接近6V，而电流表的示数几乎为0，则电路可能出现的故障是 。

（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像（如图丙），则小灯泡正常发光的电阻为_______Ω。在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数减小时，电压表与电流表的示数之比 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3）灯泡的电阻测量完毕，小强用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像，则小明应选用滑动变阻器____（选填“R1”、“R2”或“R3”）。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为21Ω， 则所选定值电阻的阻值为 Ω。

 

Answer 1

⑴ 应对电流表进行机械调零，使指针指在零刻度线上 、灯泡断路；（2）10 、变小 ；（3）R2、 15

【解析】

试题分析：（1）用电流表测量电流前，应检查指针是否指在零刻度线上，图乙中电流表指针没有指在零刻度线上，应对电流表进行机械调零，使指针指在零刻度线上；正确连接电路，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，灯泡都不亮，电压表的示数接近6V，而电流表的示数几乎为0，说明电压表串联到电路中，即灯泡断路。

（2）由小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像（如图丙）可知，小灯泡正常发光时的电流为0.25A，则小灯泡正常发光的电阻为RL=UL/IL=2.5V/0.25A=10Ω。由图丙还知，电流随电压的增大不是均匀的，而是增大的幅度越来越小，即电压表与电流表的示数之比应该越来越大。反之，当电压表的示数减小时，电压表与电流表的示数之比 变小。

（3）由图丁所示的电流I随电阻R变化的图像可知，当R=10Ω，电流为I=0.25A，则实验中电压表的示数保持为U=IR=0.25A×10Ω=2.5V不变，此时滑动变阻器两端的电压为(6V-2.5V)=3.5V不变，由串联分压U1：U2=R1：R2可知R1：R2= U1：U2=2.5V：3.5V=5：7，而定值电阻最大为25Ω，则滑动变阻器连入的阻值最大为R/=7×25Ω/5=35Ω，则小明应选用滑动变阻器R2；若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为21Ω， 则所选定值电阻的阻值为R=5×21Ω/7=15Ω。

考点：电路分析；图像分析；欧姆定律