Question

在“测定小灯泡电阻”的实验中，提供如下实验器材：

A．待测小灯泡（2.5V  0.7W） B．电源（电压恒为3V）

C．电流表（量程0~0.6A或0~3A） D．电压表（量程0~3V或0~15V）

E．滑动变阻器（20Ω 1A） F．开关、导线

（1）小明同学连接线路后闭合开关，将变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗，而电压表的示数增大。请你用笔画线代替导线，把下图甲中的实物电路按小明的连接方式连接完整。

（2）电路连接好后，当电压表的示数为 V时，小灯泡将正常发光。

（3）小灯泡正常发光时，电流表和电压表均有示数。突然，电路发生故障，小灯泡熄灭，而电流表和电压表的示数均变大，则故障的原因是 。

(4）利用上述实验器材，不能完成下述实验中的 （选填选项前的字母）B

A．测量小灯泡的额定功率     B．探究电流与电压的关系

C．探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系    D．探究串联电路电压的特点

（５）小红同学想利用上述器材测量一未知电阻R（定值）的阻值，但实验过程中不慎将电流表损坏，在不另外添加器材的情况下：

①为了测出R的阻值，请你在图乙的虚线框中画出你所设计的实验电路图。

②闭合开关后，测得你所设计的电路图中电压表的示数为U，则R= 。

 

Answer 1

（1）如下图 （2）0.5 （3）小灯泡被短路 （4）B

（5）①如下图所示 ②R= U×20Ω/（3V?U）

 

【解析】

试题分析：（1）将变阻器滑片向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的电流变小，灯泡变暗，由U=IR可知，灯泡两端的电压应该变小，而电压表的示数却增大，说明小明同学是将电压表与滑动变阻器并联，见上图；（2）电路连接好后，当小灯泡两端的电压为2.5V，小灯泡正常发光，由串联分压可知电压表的示数为3V-2.5V=0.5V；（3）当电路发生故障，小灯泡熄灭，而电流表和电压表的示数均变大，说明电路中的电阻变小，则故障的原因是小灯泡被短路；(4）因为探究电流与电压的关系时，应控制电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以利用上述实验器材，不能完成探究“电流与电压的关系”的实验；(5)①利用串联分压和欧姆定律来设计电路如上图；②闭合开关后，如测得设计的电路图中电压表的示数为U，又知到电源（电压恒为3V）和滑动变阻器（20Ω 1A），则由串联电路中的电流处处相等可知U/R=(3V?U)/20Ω ，可得R=U×20Ω/（3V?U）。

考点：电路的连接；电路的设计；欧姆定律