Question

1．某市某中学初三年级课外兴趣小组的同学．按照图甲所示的实物连接图做“测定小灯泡的电阻”实验（小灯泡标有“2.5V”字样），在实验过程中得到了如表所示的一组U和I的数据：

实验次数	1	2	3	4	5	6
灯泡两端的电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
通过灯泡的电流I/A	0.18	0.22	0.26	0.30		0.34
灯泡发光情况	微亮→逐渐变亮

（1）该同学在连好电路后进行实验，发现灯泡较暗，左右移动滑动变阻器灯泡亮度不变，出现该现象的原因是滑动变阻器都接下面两个接线柱了．
（2）灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，表格中的空格处的读数为0.32A，此时小灯泡的电阻是7.8Ω（小数点后保留一位数字）．小灯泡的额定功率是0.8W．
（3）分析比较表格中的数据可以看出，在灯丝中电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），进一步分析表明灯丝电阻随温度的升高而变大．
（4）该同学在练习测量电阻时发现电压表损坏了，他灵机一动，使用一个定值电阻和电流表也能完成电阻的测量，根据该同学设计的电路图丙，你帮他完成实验步骤：
①闭合开关，记录电流表的示数I₁；
②断开开关，记录电流表示数I₀；
③则Rx=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{0}}$（写出表达式）

Answer 1

分析 （1）移动滑动变阻器的滑片，电压表和电流表示数不变，灯泡亮暗程度不变，说明滑动变阻器不起改变电阻的作用，都接上面或下面两个接线柱；
（2）明确电流表所用量程，确定最小分度值，根据示数读数，由R=$\frac{U}{I}$和P=UI分别计算电阻和电功率；
（3）根据表中数据，由欧姆定律可知，随电压的增大，灯泡电阻逐渐增大，进一步分析实验数据，从温度对电阻影响的角度得出结论；
（4）利用并联电路的电压特点，根据定值电阻R₀和通过它的电流计算出电压值，再由并联电路的电流特点计算R_x的电流，然后根据R=$\frac{U}{I}$计算出待测电阻的阻值．

解答 解：（1）灯泡较暗，说明电路中的电流太小，电路总电阻太小，滑动变阻器电阻太大，移动滑片，电压表和电流表示数不改变，灯泡亮暗程度不改变，滑动变阻器无法改变电路电流，所以滑动变阻器都接下面两个接线柱了；
（2）由图可知，电流表采用0-0.6A量程；最小分度值为0.02A，可读出示数为I=0.32A，
由题可知，此时小灯泡两端电压为U=2.5V，小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$$\frac{2.5V}{0.32A}$≈7.8Ω；
此时灯泡正常发光，其额定功率与实际功率相等，P_额=P_实=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（3）由表中数据计算可知，随灯泡两端电压增大，灯泡的电阻增大；
由表中数据可知，灯泡电压U增大时，流过灯泡的电流增大，由P=UI可知灯泡的实际功率增大，灯泡产生的热量增多，灯丝温度升高，此时灯泡电阻变大，这表明灯丝电阻随温度的升高而变大；
（4）由图可知，当闭合开关时，R₀与R_x并联，电流表测干路电流I₁；
要求出R₀两端电压，由图可知，应断开开关S，此时R_x未接入电路，电流表测通过R₀的电流I₀；
则R₀两端的电压U₀=I₀R₀，
R_x两端的电压：U_x=U₀=I₀R₀，
通过R_x的电流：I_x=I₁-I₀，
R_x的阻值：R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{0}}$．
故答案为：（1）滑动变阻器都接下面两个接线柱了；
（2）0.32；7.8；0.8；
（3）变大；灯丝电阻随温度的升高而变大；
（4）②断开开关，记录电流表示数I₀； ③$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{0}}$．

点评 此题是测量电阻的阻值实验，考查了在连接电路过程中应注意的问题和滑动变阻器的使用，考查了电阻的计算，要理解灯丝电阻随温度的升高而增大．