Question

现准备用“伏安法”测小灯泡的电阻，实验室能提供的实验器材有：
A．待测小灯光L（其正常工作时两端电压为2.5V，电阻值约为10Ω）；
B．二节新的干电池串联；
C．电压表一个（量程为0～3V，0～15V，电阻为5KΩ）；
D．电流表一个（量程为0～0.6A，0～3A，电阻为5Ω）；
E．滑动变阻器R₀（标有“10Ω 1A”）；
F．开关S一个，导线若干．则：
（1）如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻，那么，当小灯泡正常工作时，该电路中的电流约为________A，因此，电流表的量程应选________A．
（2）由于电流表和电压表都有一定的电阻，严格来说将它们接入电路后，对电路都要产生一定的影响．那么，为了减少误差，在甲、乙所示的电路图（未画完）中，最好选________（选填“甲”或“乙”）．

（3）根据以上选择的电路图，在丙图中用铅笔画线代替导线进行连线，使之成为能比较精确地测量出小灯泡电阻的电路（其中，部分导线已连接）．
（4）连接电路时，开关应________；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最________端（选填“左”或“右”）．
（5）移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常工作，电流表示数如图所示，则该小灯泡正常工作时的电阻为________Ω．
（6）现要使电流表的示数变为0.16A，滑动变阻器滑片应向________端移动（选填“左”或“右”）．
（7）若实验中所用器材良好，但某同学在实验中发现灯不亮，电流表的指针几乎不动，而电压表的示数较大，则电路中发生故障的原因是________．

Answer 1

解：
（1）∵串联电路中各处的电流相等，
∴根据欧姆定律可得，电路中的电流约为I===0.25A，电流表的量程选0～0.6A；
（2）灯泡电阻约为10Ω，电流表内阻为5Ω，电流表与灯泡串联时，电流表两端电压约为灯泡电压的一半，电流表的分压不能忽略，用电路图乙做实验，由于电流表分压造成的误差太大；灯泡电阻约为10Ω，电压表电阻为5KΩ，电压表电阻远大于灯泡电阻，由并联电路的电流特点可知，电压表与灯泡并联时，电压表的分流较小，可以忽略，因此用甲电路图进行实验，误差较小，实验时要选择甲电路图；
（3）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；电流表与灯泡串联，滑动变阻器的任意上方接线柱与电源相连组成电路，如下图所示：

（4）为保护电路，连接电路时，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处的右端；
（5）由图3可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以小灯泡正常发光时的电流I=0.2A；
根据欧姆定律可得，灯丝的电阻R===12.5Ω；
（6）电流表的示数从0.2A变为0.16A时，电路中的总电阻变大，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以滑片应向右移动；
（7）电路中的器材均良好，不存在断路的可能，电流表示数很小，说明电路中的电阻很大，电路中电阻很大的仪器只有电压表，故应为电压表串联接进了电路．
故答案为：
（1）0.25；0～0.6；
（2）甲；
（3）如上图所示；
（4）断开；右；
（5）12.5；
（6）右；
（7）电压表串联接进了电路．
分析：（1）已知灯泡正常工作时的电压和电阻的大约值，根据欧姆定律求出电路中电流的大约值，据此选择电流表的量程；
（2）根据电压表内阻与电流表内阻对测量结构的影响大小，判断选择哪一个电路；
（3）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（4）为防止电路中的电流过大，烧坏用电器，连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处；
（5）根据电流表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出该小灯泡正常工作时的电阻；
（6）根据欧姆定律可知电流表示数变为0.16A时电路中总电阻的变化，进一步得出滑动变阻器接入电路中电阻的变化即可判断滑片移动的方向；
（7）器材良好则排除断路可能，而让电流表示数很小，说明电阻很大，电压表示数较大，说明电压表接在电源两端．
点评：本题考查了求灯泡正常工作时的电流、确定电流表量程、实验电路的选择、连接实物电路图、实验操作、电路故障的判断等问题，考查的问题较多；实验电路的选择对初中生来说有一定的难度，理解串联电路的分压原理与并联电路的分流原理，根据实际分析出分压与分流哪种情况对实验的影响较小，是小题的难点，也是正确解题的关键．