Question

【題目】小張同學(xué)在做“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，所用器材如下：兩節(jié)新干電池，標(biāo)有2.5V相同規(guī)格的小燈泡若干，兩個(gè)滑動變阻器R1“10Ω 1A”、R2“20Ω 2A”，開關(guān)、導(dǎo)線若干。

（1）請你根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的電路連接完整（要求：滑動變阻器滑片P右移燈泡變亮，且導(dǎo)線不交叉）。

（________）

（2）閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)位于_____（選填“A”或“B”）端。正確連接電路后，閉合開關(guān)S，移動滑片P，小張發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表指針幾乎未偏轉(zhuǎn)，電壓表有示數(shù)，則故障原因可能是_____。

A．小燈泡短路

B．滑動變阻器短路

C．小燈泡斷路

D．滑動變阻器斷路

（3）排除故障后，移動滑片P，依次測得6組數(shù)據(jù)，如表一所示。其中第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表表盤如圖丙，此時(shí)電路中的電流為_____A；第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)燈泡電阻值為_____Ω．由表一中的數(shù)據(jù)可知，小張選用的滑動變阻器應(yīng)是_____（選填“R1”或“R2”）。

（4）小張將這6組數(shù)據(jù)算得的電阻值取平均值作為小燈泡的電阻，這種數(shù)據(jù)處理方式是_____（選填“合理”或“不合理”）的，理由是_____。

表一

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	2.8
電流I/A	0.16		0.22	0.25	0.28	0.29
電阻R/Ω	3.1		6.8		8.9	9.7

表二

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電阻R/Ω	5	10	20
電流I/A	0.30	0.20	0.12

（5）小張繼續(xù)用圖乙所示裝置來探究“電流與電阻的關(guān)系”。他分別把阻值準(zhǔn)確的5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻接入原小燈泡的位置，通過實(shí)驗(yàn)，記錄電流表示數(shù)如表二所示。他發(fā)現(xiàn)通過導(dǎo)體的電流跟電阻不成反比，其原因可能是：_____。

Answer 1

【答案】 A C 0.2 8 R2 不合理 燈絲的電阻會隨溫度變化 沒有控制電阻兩端的電壓不變

【解析】

（1）測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器應(yīng)“一上一下”串聯(lián)接入電路中，P向右移動時(shí)燈泡變亮，說明電路中電流變大，變阻器連入阻值變小，故應(yīng)將其右下接線柱接入電路中，如圖所示：

（2）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片P置于阻值最大處，即A端；

電流表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)，燈不亮，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了，故選C；

（3）圖丙中電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.2A；

由表中數(shù)據(jù)可知，第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)燈泡兩端電壓2.0V，電流0.25A，此時(shí)燈泡電阻值為：

RL＝＝＝8Ω；電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)組成，則電源電壓為3V，第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)燈泡兩端的電壓為0.5V，則滑動變阻器兩端的電壓為：U'＝3V-0.5V＝2.5V，此時(shí)變阻器連入電路中的電阻：R滑＝≈15.6Ω＞10Ω，這說明小張選用的滑動變阻器應(yīng)是R2；

（4）燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個(gè)定值，故取平均值沒有意義，是不合理的；

（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別把5Ω、10Ω、15Ω電阻接入原燈泡位置，通過實(shí)驗(yàn)，記錄電流表示數(shù)如表二所示；分析表二數(shù)據(jù)可知，通過導(dǎo)體的電流跟電阻不成反比，且每次實(shí)驗(yàn)中電流與電阻的乘積是不同的（即電壓不同），所以其原因是沒有控制電阻兩端的電壓不變。