Question

7．用伏安法測(cè)量標(biāo)有電壓為2.5V的某小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路圖如圖甲所示．

（1）根據(jù)電路圖完成圖乙中實(shí)物連接．
（2）如圖丙所示，小燈泡正常工作時(shí)電流表的讀數(shù)為0.28A，此時(shí)小燈泡的電阻約為8.9Ω（保留1位小數(shù)）．
（3）通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，多次測(cè)量，畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的I-U關(guān)系圖象（如圖�。�，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），說(shuō)明燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）若將這樣的兩個(gè)小燈泡串聯(lián)后接在電壓為1V的電源兩端，則此時(shí)兩個(gè)小燈泡的總電阻為10Ω．
（5）為測(cè)量待測(cè)電阻R_x阻值，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖戊所示的電路，R₀的阻值已知且電源電壓不變，結(jié)果她并不能測(cè)出R_x阻值，原因是開關(guān)S接通2時(shí)電壓表的正、負(fù)接線柱接反了．

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程．根據(jù)題中提示，電流表選用小量程串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器選擇一上一下接線柱；
（2）讀取電流表量程時(shí)，先確定量程與分度值，再觀察指針讀數(shù)．利用歐姆定律求小燈泡的電阻．
（3）電壓表與電流表的示數(shù)之比為燈的電阻，當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，通過(guò)燈的電流增大，根據(jù)P=UI分析燈的功率的變化及燈絲溫度的變化，根據(jù)燈泡的電阻隨溫度的升高而增大分析回答；
（4）兩個(gè)小燈泡串聯(lián)后接在電壓為1V的電源兩端，根據(jù)串聯(lián)分壓可得出每只小燈泡兩端的電壓，從圖丁中讀出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出兩個(gè)小燈泡的總電阻．
（5）用電壓表測(cè)電壓時(shí)，電壓表正負(fù)接線柱不能接反，否則電壓表指針?lè)聪蚱�轉(zhuǎn)，不能測(cè)電壓，由此分析解答．

解答 解：（1）燈的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，變阻器（一上一下接入電路中）與電流表串聯(lián)，如下所示：

（2）如圖丙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，小燈泡正常工作時(shí)電流表的讀數(shù)為0.28A，
此時(shí)小燈泡的電阻約為R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.28A}$≈8.9Ω．
（3）電壓表與電流表的示數(shù)之比為燈的電阻；根據(jù)小燈泡的I-U關(guān)系圖象（如圖�。�，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，通過(guò)燈的電流增大，根據(jù)P=UI可知，燈的功率增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻變大，故電壓表與電流表的示數(shù)之比變大．
（4）兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡，電阻相同，串聯(lián)后接在電壓為1V的電源兩端，根據(jù)串聯(lián)分壓可得出每只小燈泡兩端的電壓為1V×$\frac{1}{2}$=0.5V，從圖丁可以讀出電路中的電流為0.1A，
所以兩個(gè)小燈泡的總電阻：R′=$\frac{U′}{I′}=\frac{1V}{0.1A}$=10Ω．
（5）在圖戊中，當(dāng)開關(guān)接1時(shí)，若電壓表正負(fù)接線柱接法正確，則電壓表上面的接線柱為電壓表的負(fù)接柱，電壓表下面的接線柱為電壓表的正接柱，此時(shí)可以測(cè)出R_X兩端電壓，但接下來(lái)把開關(guān)接到2時(shí)，此時(shí)，電流從電壓表的負(fù)接線柱流入了，測(cè)不出R₀的電壓，也就無(wú)法求出通過(guò)R₀的電流去求出R_X的阻值了．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）0.28；8.9；
（3）變大；燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
（4）10；
（5）開關(guān)S從1轉(zhuǎn)換到2（或2換到1），電壓表的正、負(fù)接線柱接反了．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)，考查了連接實(shí)物電路、電流表的讀數(shù)，影響電阻大小的因素，電壓表的正確使用、從圖中獲取信息的能力及串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)．