Question

现准备用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，实验室能提供的实验器材有：
A．待测小灯泡L（其正常工作时的电阻值约为10Ω）；
B．二节新的干电池串联（每节干电池的电压为1.5V）；
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（阻值为0～50Ω，额定电流为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0～__________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）在实验中，某同学设计的实验报告及实验记录数据如下表所示。

实验名称	用“伏安法”测量小灯泡的电阻
实验目的	练习使用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
实验步骤	a、按照电路图连接电路，调节滑动变阻器的滑片P，使电路中的__________最小。
	b、闭合开关，调节滑片P，使小灯泡两端的电压达到__________V，然后，测量从额定电压开始逐次__________（选填“降低”或“升高”），获得几组数据。
	c、根据测出的电压值和电流值，求出小灯泡的电阻。
实验记录	电压U/V	电流I/A	电阻R/Ω
	2.5	0.26	9.6
	2.0	0.24	8.3
	1.5	0.2	7.5
	1.0	0.15	6.7

①将实验步骤中的空格填写完整。
②从实验记录中可以看出，存在明显错误的记录数字是__________。
③分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这是因为_____________________________。

Answer 1

（1）0.25；0.6，（2）甲，（3）如下图，（4）①a、阻值；b、2.5；降低．②0.2，③灯丝的电阻随着温度的变化而变化

试题分析：（1）灯泡额定电压为2.5V，正常工作时的电阻值约为10Ω，
则当小灯泡正常工作时电流约为，所以电流表应选0～0.6A量程；
（2）根据电压表内阻与电流表内阻对测量结果的影响大小进行判断。一般情况下为了减少误差应尽量选择内阻大的电压表，内阻小的电流表，当电流表的电阻与测量电阻相差不大时就选择外接法（如甲图），如果电压表的内阻较小，而电流表的内阻相对测量电阻非常小时就选择内接法（如乙图）。灯泡电阻约为10Ω，电流表内阻约为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；为了减小误差，实验时要选择甲电路图；
（3）由题意知，电源是两节干电池串联，电压为1.5V×2=3.0V，电压表选0～3V量程，由（1）知，电流表选0～0.6A量程，电源、滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器要“一上一下”接入电路，电路图如图所示；

（4）①a为保护电路，闭合开关前，应调节滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值，使电路中的阻值最大；
b、连接完电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为灯泡额定电压2.5V，使小灯泡先正常发光，然后逐渐降低灯泡两端电压，进行测量；
②分析表中数据可知：电流表示数要保留两位小数，只有第三组的电流值0.2保留一位小数，则该数据记录错误；
③影响电阻大小的因素有：导体的材料，长度，横截面积和温度。灯泡中灯丝的材料，长度，横截面积都不会发生改变，根据表中数据，可看出灯丝的电阻随着灯泡两端电压的降低而减小，这是因为当灯泡两端电压减小时，灯泡的亮度会减小，灯丝的温度会降低，温度影响了灯丝的电阻。