Question

小明和小楠同学想测量一个定值电阻的阻值．
（1）如图1甲是他俩设计的实验电路，请你依照图甲用笔画线代替导线在图1乙中将没有连接完的实物电路补充完整，并要求滑动变阻器向左移动时电流表示数变大．
（2）小明连接完电路后，闭合开关，灯泡不发光，观察电流表有示数，电压表无示数，请你分析故障原因：______．
（3）若小明同学在做实验时，移动滑片的位置，发现电流表示数变大时，电压表示数却变小，你分析一下产生这个现象的原因是______．
（4）小楠连接好电路后，进行了实验，但是由于小楠同学的疏忽，做完实验后才发现，把测量的电流值都写在草稿纸上而忘了填入记录表格中．请你帮助小楠同学把记录在草稿纸上的电流值填入表中．

实验次数	1	2	3
电压U/V	1.0	1.8	2.5
电流I/A	______	______	______

（5）完成上述实验后，小楠同学想用原电路测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的电阻．他用灯泡替换了电阻，按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出实验中操作不当之处①______
②______（写出一种即可）．
（6）小楠同学排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得五组实验数据如下表所示：

实验次数	电压表读数/V	电流表读数/A	灯泡电阻/Ω	灯泡电阻的平均值/Ω
1	0.5	0.16	3.13	R=
2	1.0	0.20	5.00
3	1.5	0.27	5.56
4	2.0	0.32	6.25
5	2.5	0.34	7.35

a．根据上述表格，计算出小灯泡的额定功率是______W．
b．你认为她的表格设计合理吗？______ 为什么？______
c．根据上述实验数据，小楠画出小灯泡的电流随其两端电压变化的关系曲线，如图2，由图可知灯泡电阻的变化规律是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据电源电压确定电压表量程，滑动变阻器向左移动时电流表示数变大，则滑动变阻器接左下接线柱，电阻、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在电阻两端．
（2）灯泡不发光，可能是灯泡断路、短路，或灯泡之外电路断路造成的，根据电路故障现象分析故障原因．
（3）滑动变阻器与电阻串联，根据串联电路特点及电路现象分析原因．
（4）由欧姆定律可知，导体两端电压越大，通过导体的电流越大，据此把草稿纸上的数据填入表中．
（5）为保护电路，连接电路时，应断开开关，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值．
（6）由表中实验数据找出灯泡额定电压对应的电流，然后由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率；
灯泡电阻随温度变化为变化，求不同电压下灯泡电阻的平均值没有意义；
根据图象找出灯泡电流随电压变化的规律，然后由欧姆定律找出灯泡电阻的变化规律．
解答：解：（1）电源电压是1.5V×2=3V，电阻、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在电阻两端，电路图如图所示．
（2）灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外电路断路造成的，灯泡短路时，电流表有示数，电压表无示数，符合电路故障现象．
（3）待测电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的阻值变小时，电路电流变大，电流表示数变大，滑动变阻器电压变小，由串联电路特点可知，待测电阻两端电压变大，由题意可知：电流表示数变大时，电压表示数却变小，由此可见：滑动变阻器接在滑动变阻器两端．
（4）由欧姆定律可知，随电阻两端电压的增大，通过电阻的电流增大，据此把草稿纸上的数据填入表中，如下表所示：

实验次数	1	2	3
电压U/V	1.0	1.8	2.5
电流I/A	0.17	0.30	0.42

（5）连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，表明：连接完最后一根导线，电路是闭合的，说明连接电路时，开关没有断开；灯泡发出耀眼的光，这说明：灯泡实际功率很大，通过灯泡电流较大，电路电阻较小，连接电路时，滑动变阻器的最大阻值没有介入电路．
（6）a、由表中实验数据可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流是0.34A，则灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.34A=0.85W；
b、由表格可知，求出灯泡在不同电压下的电阻后，又求电阻的平均值，这是错误的，因为：灯泡电阻随温度的变化而变化，灯泡在不同电压下的阻值不同，求灯泡不同电压下电阻的平均值没有意义．
c、∵I=，∴R=，由图2所示I-U图象可知，随灯泡电压U增大，通过灯泡的电流I增大，但△U＞△I，由R=可知，随灯泡电压增大，灯泡电阻变大．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）灯泡短路；（3）电压表与滑动变阻器并联；（4）如上表所示；
（5）连接电路时开关没有断开；滑动变阻器阻值没有全部接入电路；（6）a、0.85；b、不合理；
灯泡在不同电压下阻值不同，求灯泡电阻的平均值没有意义；c、随电压增大，灯泡电阻增大．
点评：本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、求灯泡功率、实验数据处理评价、影响灯泡电阻的因素等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；连接电路图时要注意电表正负接线柱不要接反，注意滑动变阻器的接法；要熟练掌握实验的注意事项．