Question

在“測量小燈泡的電阻”實驗中，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）電路接通后，小明發(fā)現(xiàn)移動滑動變阻器的滑片使其接入電路的電阻減小時，電壓表的示數(shù)也變小了，你認為電路連接中存在的錯誤是______．
（2）改正電路后，他將測得的數(shù)據(jù)及計算結果填在下面的表格中：

實驗次序 物理量	1	2	3	4
電壓U/V	2.5	2.0	1.5	1.0
電流I/A	0.30	0.26	0.22	0.20
電阻R/Ω		7.7	6.8	5.0

小燈泡正常發(fā)光時的電阻為______Ω（保留一位小數(shù)）．
（3）分析表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這說明電阻的大小與______有關．這種現(xiàn)象在生活中也有體現(xiàn)，例如家里的白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲______燒斷（選填“容易”或“不容易”）．
（4）小明還想測出一段電爐絲的電阻值，可是在連接電路時發(fā)現(xiàn)電流表已被燒壞．請你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值為20Ω的滑動變阻器、開關各一個，導線若干），幫助小明設計一個不移動電壓表就能測出這段電爐絲阻值的電路．把你設計的實驗電路圖畫在答題卡中的虛線框內（電爐絲的符號為“”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）電要判別電路中哪里出錯，要看電壓表、電流表的示數(shù)變化．假如電流表有讀數(shù)，電壓表沒有讀數(shù)，則電壓表所測的用電器短路；假如電流表沒有讀數(shù)，電壓表有讀數(shù)，則電壓表所測的用電器斷路；假如電壓表示數(shù)隨滑動變阻器電阻的增大而增大，則電壓表接在了變阻器兩端；
（2）在額定電壓下的發(fā)光為正常發(fā)光，從表格總讀出燈泡兩端電壓為額定電壓時對應的電流，利用R=計算電阻；
（3）導體電阻隨溫度變化而變化，燈絲電阻變化的原因是溫度變了．白熾燈在剛開燈的瞬間，溫度較低，電阻較小，瞬時功率P=較大，容易燒壞；
（4）可用滑動變阻器和待測電阻串聯(lián)，用電壓表和待測電阻并聯(lián)：利用動變阻器的最大阻值和它兩端的電壓，可以起到電流表的作用，以及滑片P的移動可以改變電路的連接方式，從而使電壓表測量不同電路兩端的電壓，由此可以得到滑動變阻器兩端的電壓．進而可以求得待測電阻的阻值．
解答：解：（1）電壓表示數(shù)減小的緣由是由于電壓表接在了滑動變阻器兩端，電壓表電阻減小，電路中電流增大，依據(jù)U=IR，定值電阻兩端電壓增大，所以變阻器兩端電壓減�。�
（2）從表中數(shù)據(jù)可以看出：U=2.5V，I=0.30A，
根據(jù)I=，小燈泡正常發(fā)光時的電阻為：R==≈8.3Ω；
（3）①由表知，隨電壓的增大，燈絲電阻不斷增大，電壓變大燈絲的發(fā)熱功率變大，燈絲溫度升高，這說明電阻的大小與溫度有關；
②白熾燈在剛開燈的瞬間，溫度較低，電阻較小，瞬時功率P=較大，容易燒壞；
（4）設計電路如下圖所示：
①當滑片P位于最左端時，滑動變阻器沒有接入電路，此時電壓表測量電源電壓U；
②當滑片P位于最右端時，滑動變阻器全部接入電路，此時滑動變阻器的最大阻值R₂與待測電阻R₁串聯(lián)接入電路，電壓表測量待測電阻兩端的電壓U₁；
③則滑動變阻器兩端的電壓U₂=U-U₁；
此時電路中的電流：I=；
再利用此時R₁兩端的電壓U₁，即可求出待測電阻R₁的阻值．

故答案為：（1）電壓表接在了滑動變阻器兩端；
（2）8.3；
（3）溫度；容易；
（4）如上圖．
點評：此題主要考查學生對伏安法測電阻的探究實驗這一知識點的理解和掌握，此題涉及到的知識點較多，特別是（4）“一只電表測電阻”，對于這種類型的題目，由于器材相對不夠，不能用“伏安法”來測電阻，因此要運用“等效替代”的思想來設計測電阻的方法．