Question

7．用伏安法测量标有电压为2.5V的某小灯泡电阻的实验时，电路图如图甲所示．

（1）根据电路图完成图乙中实物连接．
（2）如图丙所示，小灯泡正常工作时电流表的读数为0.28A，此时小灯泡的电阻约为8.9Ω（保留1位小数）．
（3）通过调节滑动变阻器的滑片，多次测量，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的I-U关系图象（如图丁），发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），说明灯泡的电阻随温度的升高而增大．
（4）若将这样的两个小灯泡串联后接在电压为1V的电源两端，则此时两个小灯泡的总电阻为10Ω．
（5）为测量待测电阻R_x阻值，某同学设计了如图戊所示的电路，R₀的阻值已知且电源电压不变，结果她并不能测出R_x阻值，原因是开关S接通2时电压表的正、负接线柱接反了．

Answer 1

分析 （1）电压表与灯泡并联，根据小灯泡的额定电压确定电压表的量程．根据题中提示，电流表选用小量程串联在电路中，滑动变阻器选择一上一下接线柱；
（2）读取电流表量程时，先确定量程与分度值，再观察指针读数．利用欧姆定律求小灯泡的电阻．
（3）电压表与电流表的示数之比为灯的电阻，当电压表的示数增大时，通过灯的电流增大，根据P=UI分析灯的功率的变化及灯丝温度的变化，根据灯泡的电阻随温度的升高而增大分析回答；
（4）两个小灯泡串联后接在电压为1V的电源两端，根据串联分压可得出每只小灯泡两端的电压，从图丁中读出电路中的电流，再根据欧姆定律求出两个小灯泡的总电阻．
（5）用电压表测电压时，电压表正负接线柱不能接反，否则电压表指针反向偏转，不能测电压，由此分析解答．

解答 解：（1）灯的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，变阻器（一上一下接入电路中）与电流表串联，如下所示：

（2）如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，小灯泡正常工作时电流表的读数为0.28A，
此时小灯泡的电阻约为R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.28A}$≈8.9Ω．
（3）电压表与电流表的示数之比为灯的电阻；根据小灯泡的I-U关系图象（如图丁），发现：当电压表的示数增大时，通过灯的电流增大，根据P=UI可知，灯的功率增大，灯丝温度升高，灯丝电阻变大，故电压表与电流表的示数之比变大．
（4）两个规格相同的小灯泡，电阻相同，串联后接在电压为1V的电源两端，根据串联分压可得出每只小灯泡两端的电压为1V×$\frac{1}{2}$=0.5V，从图丁可以读出电路中的电流为0.1A，
所以两个小灯泡的总电阻：R′=$\frac{U′}{I′}=\frac{1V}{0.1A}$=10Ω．
（5）在图戊中，当开关接1时，若电压表正负接线柱接法正确，则电压表上面的接线柱为电压表的负接柱，电压表下面的接线柱为电压表的正接柱，此时可以测出R_X两端电压，但接下来把开关接到2时，此时，电流从电压表的负接线柱流入了，测不出R₀的电压，也就无法求出通过R₀的电流去求出R_X的阻值了．
故答案为：
（1）见上图；
（2）0.28；8.9；
（3）变大；灯泡的电阻随温度的升高而增大；
（4）10；
（5）开关S从1转换到2（或2换到1），电压表的正、负接线柱接反了．

点评 本题是测灯泡电阻的实验，考查了连接实物电路、电流表的读数，影响电阻大小的因素，电压表的正确使用、从图中获取信息的能力及串联电路的规律及欧姆定律的应用，综合性较强．