Question

3．小明想測額定電壓為2.5V，正常工作電流小于0.3A的小燈泡的電阻．

次數(shù)	1	2	3	4
U/V	1.5	2.0	2.5	3
I/A	0.17	0.18	1	0.23

（1）實(shí)驗(yàn)原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）如圖是小明沒有連接完的實(shí)物電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖補(bǔ)充完整．
（3）小明連接完電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表向右偏轉(zhuǎn)，而電流表指針向零刻度的左邊偏轉(zhuǎn)，造成這一現(xiàn)象的原因是電流表正負(fù)接線柱接反了．
（4）小明排除故障后再次閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡較暗，為了讓小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向b端（選填“a”或“b”）移動(dòng)．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明記錄了一些數(shù)據(jù)，如上表所示，請仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答以下問題：
①表中有一個(gè)明顯的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)是1.0，請指出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)并分析產(chǎn)生的原因：讀數(shù)時(shí)看錯(cuò)電流表的量程．
②小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為12.5Ω．
③從這些數(shù)據(jù)可以看出小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸變大（選填“變大”或“變小”），從物理學(xué)角度分析，造成這一現(xiàn)象的原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）用電壓表和電流表測出導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)原理：R=$\frac{U}{I}$；
（2）使電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡以及電流表串聯(lián)連接，電壓表測量被測電阻兩端電壓，據(jù)此連接實(shí)物電路；根據(jù)燈泡的額定電壓選擇電壓表的量程，根據(jù)燈泡額定電流選擇電流表量程．
（3）連接電路時(shí)，電流表正負(fù)接線柱不要接反，如果接反，電流表指針將向反方向偏轉(zhuǎn)．
（4）燈泡較暗，說明電路電流太小，電路電阻較大，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小；
（5）①正常工作電流小于0.3A，大于0.3A的電流都屬于明顯的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，；
②由圖知，電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，由圖可讀出電流表的示數(shù)I；燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為額定電壓U=2.5V，由R=$\frac{U}{I}$求出電阻．
③燈絲電阻隨溫度的升高而增大．

解答 解：（1）用電壓表和電流表測出導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)原理：R=$\frac{U}{I}$；
（2）已知燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選0～3V量程．已知燈泡正常工作電流小于0.3A，故電流表選0～0.6A量程．使電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡以及電流表串聯(lián)連接，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，據(jù)此連接實(shí)物電路；如圖：

（3）連接完電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表向右偏轉(zhuǎn)，而電流表指針向零刻度的左邊偏轉(zhuǎn)，造成這一現(xiàn)象的原因是電流表正負(fù)接線柱接反了．
（4）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡較暗，為了讓小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)減小變阻器的阻值，即將滑動(dòng)變阻器的滑片向b端移動(dòng)；
（5）①電流表選擇0～0.6A，由于燈泡正常工作電流小于0.3A，所以數(shù)據(jù)1.0是錯(cuò)誤．
根據(jù)第2次和第4次實(shí)驗(yàn)知，電流在0.18A～0.23A之間，應(yīng)該的量程讀錯(cuò)了，按照0～3A量程讀的．
②燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí)，指針位置相同時(shí)，0～3A量程的讀數(shù)是0～0.6A量程的讀數(shù)的5倍，
所以，燈泡的正常工作電流為0.2A．
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
③根據(jù)R=$\frac{U}{I}$分別計(jì)算出四次實(shí)驗(yàn)燈絲的電阻值可知：隨電壓的增大，電阻變大；原因是燈泡的功率越大，燈泡產(chǎn)生的熱量越多，溫度越高，電阻越大，所以燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）如上圖；（3）電流表正負(fù)接線柱接反了；（4）b；（5）①1.0；讀數(shù)時(shí)看錯(cuò)電流表的量程；②12.5；③變大；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點(diǎn)評(píng) 本題通過“測定一個(gè)小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)電路故障的分析，電壓表、滑動(dòng)變阻器的接法及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，同時(shí)還涉及到了燈絲電阻和溫度的關(guān)系，屬于�？碱}型．